【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いて半
導体ウエハ等の被対象物の物理的性質を現した画像又は
波形を得て欠陥判定し、または特定個所の寸法若しくは
形状情報若しくは製作条件等を計測する等して検査する
電子線式検査方法及びその装置並びに半導体の製造方法
及びその製造ラインに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses an electron beam to obtain an image or a waveform showing the physical properties of an object such as a semiconductor wafer to determine a defect, or to determine the size or shape of a specific portion or manufacture. The present invention relates to an electron beam inspection method and apparatus for inspecting by measuring conditions and the like, a semiconductor manufacturing method, and a manufacturing line thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の電子線式検査技術は、例えば特開
平５−２５８７０３号公報記載されているのように、同
一の条件で電子線を照射した時発生する二次電子を検出
し、電子線を走査することで二次電子の画像を得、その
画像を元に欠陥判定をするものである。2. Description of the Related Art A conventional electron beam inspection technique detects secondary electrons generated when an electron beam is irradiated under the same conditions as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-258703, and An image of secondary electrons is obtained by scanning a line, and defect determination is performed based on the image.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、電子線を被対象物上に照射した際生じるチャージア
ップ現象について、十分考慮されていなかった。In the above-mentioned prior art, the charge-up phenomenon that occurs when the electron beam is irradiated onto the object has not been sufficiently taken into consideration.
【０００４】本発明の目的は、上記課題に鑑みて、電子
線を被対象物上に照射した際生じるチャージアップ現象
を低減して被対象物からの二次電子または反射電子等に
よる物理的性質を現した高コントラストの信号を得て高
速で微細な欠陥を高信頼性で検査できるようにした電子
線式検査方法およびその装置を提供することにある。ま
た本発明の他の目的は、電子線を被対象物上に照射した
際生じるチャージアップ現象に検査条件を適合させて被
対象物からの二次電子または反射電子等による物理的性
質を現した画像信号に基づいて検査または計測を行なっ
て高速で微細な欠陥を高信頼性で検査できるようにした
電子線式検査方法およびその装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、帯電しやすい微細なレジ
ストパターンや絶縁膜パターンを高信頼性で検査できる
ようにした電子線式検査方法およびその装置を提供する
ことにある。また本発明の他の目的は、半導体ウエハ等
の半導体基板上の微細なパターン欠陥を高信頼度で検査
して歩留まり向上をはかった半導体の製造方法およびそ
の製造ラインを提供することにある。In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to reduce the charge-up phenomenon that occurs when an electron beam is irradiated onto an object and to provide physical properties by secondary electrons or reflected electrons from the object. It is an object of the present invention to provide an electron beam inspection method and an apparatus therefor capable of inspecting a fine defect at high speed with high reliability by obtaining a high-contrast signal representing the above. Another object of the present invention is to show the physical properties of secondary electrons or backscattered electrons from the object by adapting the inspection conditions to the charge-up phenomenon that occurs when the object is irradiated with an electron beam. An object of the present invention is to provide an electron beam inspection method and an apparatus therefor capable of inspecting or measuring based on an image signal to inspect a minute defect at high speed with high reliability. Another object of the present invention is to provide an electron beam inspection method and an apparatus thereof capable of inspecting a fine resist pattern or an insulating film pattern which is easily charged with high reliability. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor and a manufacturing line for the semiconductor, in which a fine pattern defect on a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer is inspected with high reliability to improve the yield.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍
における電位勾配とを制御し、この制御された加速電圧
で電子線ビームを被対象物に対して照射し、前記制御さ
れた電位勾配に応じて被対象物から発生する物理的な変
化をセンサで検出し、この検出された物理的な変化を示
す信号に基づいて被対象物について検査または計測を行
うことを特徴とする電子線式検査方法である。また本発
明は、電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍における
電位勾配とを制御し、この制御された加速電圧で電子線
ビームを被対象物に対して照射し、前記制御された電位
勾配に応じて被対象物から発生する物理的な変化をセン
サで検出し、この検出された物理的な変化を示す信号を
表示手段に表示することを特徴とする電子線式検査方法
である。また本発明は、被対象物の表面における断面構
造の種類に応じて電子線ビームの加速電圧と被対象物近
傍における電位勾配とを制御し、この制御された加速電
圧で電子線ビームを被対象物に対して照射し、前記制御
された電位勾配に応じて被対象物から発生する物理的な
変化をセンサで検出し、この検出された物理的な変化を
示す信号に基づいて被対象物について検査または計測を
行うことを特徴とする電子線式検査方法である。In order to achieve the above object, the present invention controls an accelerating voltage of an electron beam and a potential gradient in the vicinity of an object, and the electron beam is controlled by the controlled accelerating voltage. Is irradiated to the object, a sensor detects a physical change generated from the object according to the controlled potential gradient, and the object is detected based on a signal indicating the detected physical change. The electron beam inspection method is characterized by inspecting or measuring an object. The present invention also controls the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object, irradiates the object with the electron beam at the controlled acceleration voltage, and the controlled potential gradient According to the above, a sensor detects a physical change generated from the object, and a signal indicating the detected physical change is displayed on the display means. Further, according to the present invention, the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object are controlled according to the type of cross-sectional structure on the surface of the object, and the electron beam is targeted by the controlled acceleration voltage. Irradiate the object, detect the physical change generated from the object according to the controlled potential gradient by the sensor, based on the signal indicating the detected physical change about the object The electron beam inspection method is characterized by performing inspection or measurement.
【０００６】また本発明は、被対象物の表面における少
なくとも材質の種類に応じて電子線ビームの加速電圧と
被対象物近傍における電位勾配とを制御し、この制御さ
れた加速電圧で電子線ビームを被対象物に対して照射
し、前記制御された電位勾配に応じて被対象物から発生
する物理的な変化をセンサで検出し、この検出された物
理的な変化を示す信号に基づいて被対象物について検査
または計測を行うことを特徴とする電子線式検査方法で
ある。また本発明は、被対象物の表面における断面構造
の変化に応じて電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍
における電位勾配とを制御し、この制御された加速電圧
で電子線ビームを被対象物に対して照射し、前記制御さ
れた電位勾配に応じて被対象物から発生する物理的な変
化をセンサで検出し、この検出された物理的な変化を示
す信号に基づいて被対象物について検査または計測を行
うことを特徴とする電子線式検査方法である。また本発
明は、被対象物上への電子線ビーム照射領域における断
面構造の種類または変化に応じて電子線ビームの加速電
圧と被対象物近傍における電位勾配とを制御し、この制
御された加速電圧で電子線ビームを被対象物に対して照
射し、前記制御された電位勾配に応じて被対象物から発
生する物理的な変化をセンサで検出し、この検出された
物理的な変化を示す信号に基づいて被対象物について検
査または計測を行うことを特徴とする電子線式検査方法
である。Further, according to the present invention, the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object are controlled according to at least the type of material on the surface of the object, and the electron beam is controlled by the controlled acceleration voltage. Is irradiated to the object, a sensor detects a physical change generated from the object according to the controlled potential gradient, and the object is detected based on a signal indicating the detected physical change. The electron beam inspection method is characterized by inspecting or measuring an object. Further, according to the present invention, the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object are controlled according to the change of the cross-sectional structure on the surface of the object, and the electron beam is controlled by the controlled acceleration voltage. Irradiate the object, detect the physical change generated from the object according to the controlled potential gradient by the sensor, based on the signal indicating the detected physical change about the object The electron beam inspection method is characterized by performing inspection or measurement. Further, the present invention controls the accelerating voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object according to the type or change of the sectional structure in the electron beam irradiation region on the object, and the controlled acceleration A target is irradiated with an electron beam beam with a voltage, and a sensor detects a physical change that occurs from the target according to the controlled potential gradient, and shows the detected physical change. It is an electron beam inspection method characterized by inspecting or measuring an object based on a signal.
【０００７】また本発明は、被対象物の表面におけるチ
ャージアップの現象に対応する適正な電子線ビームの加
速電圧と被対象物近傍における電位勾配とを設定し、こ
の設定された加速電圧に制御された状態で電子線ビーム
を被対象物に対して照射し、前記設定された電位勾配に
制御された電位勾配に応じて被対象物から発生する物理
的な変化をセンサで検出し、この検出された物理的な変
化を示す信号に基づいて被対象物について検査または計
測を行うことを特徴とする電子線式検査方法である。ま
た本発明は、被対象物の表面における断面構造の種類ま
たは変化に対応したその表面のチャージアップの現象に
対応する適正な電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍
における電位勾配とを設定し、この設定された加速電圧
に制御された状態で電子線ビームを被対象物に対して照
射し、前記設定された電位勾配に制御された電位勾配に
応じて被対象物から発生する物理的な変化をセンサで検
出し、この検出された物理的な変化を示す信号に基づい
て被対象物について検査または計測を行うことを特徴と
する電子線式検査方法である。また本発明は、前記電子
線式検査方法において、前記チャージアップの現象を二
次電子放出効率として捉えることを特徴とする。また本
発明は、前記電子線式検査方法において、前記電子線ビ
ームの加速電圧は、０．３ＫＶ〜５ＫＶの範囲であるこ
とを特徴とする。また本発明は、前記電子線式検査方法
において、前記被対象物近傍における電位勾配は、５Ｋ
Ｖ／ｍｍ以下であることを特徴とする。Further, according to the present invention, a proper acceleration voltage of the electron beam corresponding to the phenomenon of charge-up on the surface of the object and a potential gradient in the vicinity of the object are set, and the acceleration voltage is controlled to the set acceleration voltage. The target is irradiated with an electron beam in a controlled state, and the sensor detects a physical change generated from the target according to the potential gradient controlled to the set potential gradient, and this detection is performed. The electron beam inspection method is characterized by inspecting or measuring an object based on the signal indicating the physical change. Further, the present invention sets an appropriate accelerating voltage of an electron beam and a potential gradient in the vicinity of an object corresponding to the phenomenon of charge-up of the surface corresponding to the type or change of the sectional structure on the surface of the object. , Irradiating the object with an electron beam in a state where the acceleration voltage is set to a controlled value, and the physical potential generated from the object according to the potential gradient controlled to the set potential gradient. An electron beam inspection method is characterized in that a change is detected by a sensor, and an object is inspected or measured based on a signal indicating the detected physical change. Further, the present invention is characterized in that, in the electron beam inspection method, the phenomenon of the charge-up is captured as a secondary electron emission efficiency. Further, the present invention is characterized in that, in the electron beam inspection method, an acceleration voltage of the electron beam is in a range of 0.3 KV to 5 KV. In the electron beam inspection method according to the present invention, the potential gradient in the vicinity of the object is 5K.
It is characterized by being V / mm or less.
【０００８】また本発明は、電子線ビームの試料上の加
速電圧、又は試料上の電界勾配、又はビーム電流、又は
ビーム径、又は画像検出周波数（画像信号を読出すクロ
ックの周波数であり、ビーム電流密度が変わることにな
る。）、又は画像寸法（電子線ビームの走査速度を変え
ることによってビーム電流密度が変わって画像寸法が変
わることになる。）、又はプリチャージ（電子シャワー
を吹き付けることにより被対象物上のプリチャージが制
御される。）、又はディスチャージ（イオンシャワーを
吹き付けることによって被対象物上のディスチャージが
制御される。）、又はそれらの組合せを制御し、電子線
ビームを被対象物に対して照射し、被対象物から発生す
る物理的な変化をセンサで検出し、この検出された物理
的な変化を示す信号から被対象物について検査または計
測を行うことを特徴とする電子線式検査方法である。ま
た本発明は、被対象物の表面における断面構造の種類ま
たは変化に対応させて電子線ビームの試料上の加速電
圧、又は試料上の電界勾配、又はビーム電流、又はビー
ム径、又は画像検出周波数（画像信号を読出すクロック
の周波数であり、ビーム電流密度が変わることにな
る。）、又は画像寸法（電子線ビームの走査速度を変え
ることによってビーム電流密度が変わって画像寸法が変
わることになる。）、又はプリチャージ（電子シャワー
を吹き付けることにより被対象物上のプリチャージが制
御される。）、又はディスチャージ（イオンシャワーを
吹き付けることによって被対象物上のディスチャージが
制御される。）、又はそれらの組合せを制御し、電子線
ビームを被対象物に対して照射し、被対象物から発生す
る物理的な変化をセンサで検出し、この検出された物理
的な変化を示す信号から被対象物について検査または計
測を行うことを特徴とする電子線式検査方法である。The present invention is also directed to the acceleration voltage of the electron beam on the sample, the electric field gradient on the sample, the beam current, the beam diameter, or the image detection frequency (the frequency of the clock for reading the image signal, Current density will be changed), or image size (by changing the scanning speed of the electron beam, the beam current density will be changed and image size will be changed), or precharge (by spraying an electron shower). The precharge on the object is controlled), the discharge (the discharge on the object is controlled by spraying an ion shower), or a combination thereof is controlled, and the electron beam is targeted. A sensor irradiates an object, detects the physical change that occurs from the target object, and outputs a signal that indicates the detected physical change. From an electron beam inspection method and performing inspection or measurement for the subject matter. The present invention also relates to the acceleration voltage on the sample of the electron beam, the electric field gradient on the sample, the beam current, the beam diameter, or the image detection frequency in accordance with the type or change of the cross-sectional structure on the surface of the object. (The frequency of the clock for reading the image signal, which changes the beam current density.) Or the image size (changing the scanning speed of the electron beam changes the beam current density and changes the image size. ), Or precharge (the precharge on the object is controlled by blowing an electronic shower), or the discharge (the discharge on the object is controlled by blowing the ion shower), or By controlling those combinations, the electron beam is irradiated onto the object, and the physical changes generated from the object are detected. In detecting an electron beam inspection method and performing inspection or measurement for the object from the signal indicating the physical changes that this has been detected.
【０００９】また本発明は、電子線ビームを被対象物に
対して照射し、被対象物から発生する物理的な変化をセ
ンサで検出し、この検出された物理的な変化を示す信号
から被対象物の表面におけるチャージアップの現象に対
応する検査基準（判定基準や計測基準も含む）等の検査
条件に基づいて被対象物について検査または計測を行う
ことを特徴とする電子線式検査方法である。また本発明
は、電子線ビームを被対象物に対して照射し、被対象物
から発生する物理的な変化をセンサで検出し、この検出
された物理的な変化を示す信号から被対象物の表面にお
ける断面構造の種類または変化に対応したその表面のチ
ャージアップの現象に対応する検査基準（判定基準や計
測基準も含む）等の検査条件に基づいて被対象物につい
て検査または計測を行うことを特徴とする電子線式検査
方法である。また本発明は、電子線ビームを被対象物に
対して照射し、被対象物から発生する物理的な変化をセ
ンサで検出し、この検出された物理的な変化を示す信号
から被対象物の表面におけるチャージアップの現象に対
応する特徴抽出パラメータに基づいて被対象物について
構造的特徴を抽出することを特徴とする電子線式検査方
法である。Further, the present invention irradiates an object with an electron beam, detects a physical change generated from the object by a sensor, and detects a physical change from a signal indicating the detected physical change. An electron beam inspection method characterized by inspecting or measuring an object based on inspection conditions such as inspection standards (including judgment standards and measurement standards) that correspond to the phenomenon of charge-up on the surface of the object is there. Further, the present invention irradiates an object with an electron beam, detects a physical change generated from the object with a sensor, and detects the physical change from the signal indicating the detected physical change. Inspecting or measuring an object based on inspection conditions such as inspection standards (including judgment standards and measurement standards) that correspond to the phenomenon of surface charge-up that corresponds to the type or change of the cross-sectional structure on the surface. This is a characteristic electron beam inspection method. Further, the present invention irradiates an object with an electron beam, detects a physical change generated from the object with a sensor, and detects the physical change from the signal indicating the detected physical change. It is an electron beam inspection method characterized by extracting structural features of an object based on a feature extraction parameter corresponding to the phenomenon of charge-up on the surface.
【００１０】また本発明は、電子線ビームを被対象物に
対して照射し、被対象物から発生する物理的な変化をセ
ンサで検出し、この検出された物理的な変化を示す信号
から被対象物の表面における断面構造の種類または変化
に対応したその表面のチャージアップの現象に対応する
特徴抽出パラメータに基づいて被対象物について構造的
特徴を抽出することを特徴とする電子線式検査方法であ
る。また本発明は、被対象物の表面にプリチャージ（電
子シャワーを吹き付けること）又はディスチャージ（イ
オンシャワーを吹き付けること）を与え、電子線ビーム
を被対象物に対して照射し、被対象物から発生する物理
的な変化をセンサで検出し、この検出された物理的な変
化を示す信号から被対象物について検査または計測を行
うことを特徴とする電子線式検査方法である。また本発
明は、被対象物の表面にプリチャージ（電子シャワーを
吹き付けること）又はディスチャージ（イオンシャワー
を吹き付けること）を与え、電子線ビームを被対象物に
対して照射し、被対象物から発生する物理的な変化をセ
ンサで検出し、この検出された物理的な変化を示す信号
から被対象物の表面における構造的特徴を抽出すること
を特徴とする電子線式検査方法である。Further, the present invention irradiates an object with an electron beam, detects a physical change generated from the object with a sensor, and detects a physical change from a signal indicating the detected physical change. An electron beam inspection method characterized by extracting structural features of an object based on a feature extraction parameter corresponding to the phenomenon of charge-up of the surface corresponding to the type or change of the sectional structure on the surface of the object Is. Further, the present invention provides a precharge (blowing an electron shower) or a discharge (blowing an ion shower) to the surface of the object, irradiating the object with an electron beam, and generating from the object. The electron beam inspection method is characterized in that a sensor detects a physical change that occurs and an object is inspected or measured from a signal indicating the detected physical change. Further, the present invention provides a precharge (blowing an electron shower) or a discharge (blowing an ion shower) to the surface of the object, irradiating the object with an electron beam, and generating from the object. The electron beam inspection method is characterized in that a physical change on the surface of the object is extracted from a signal indicating the detected physical change with a sensor and the detected physical change is detected.
【００１１】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、電子線ビームの加速電圧
と被対象物近傍における電位勾配とを制御する電位制御
手段と、該電位制御手段によって制御された加速電圧で
電子線ビームを被対象物に対して照射した際、前記電位
制御手段によって制御された電位勾配に応じて被対象物
から発生する物理的な変化を検出するセンサと、該セン
サから検出される物理的な変化を示す信号に基づいて被
対象物について検査または計測を行う画像処理手段とを
備えたことを特徴とする電子線式検査装置である。また
本発明は、電子線源と、該電子線源から出射された電子
線ビームを偏向させるビーム偏向器と、該電子線源から
出射された電子線ビームを被対象物上に集束させる対物
レンズと、電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍にお
ける電位勾配とを制御する電位制御手段と、該電位制御
手段によって制御された加速電圧で電子線ビームを被対
象物に対して照射した際、前記電位制御手段によって制
御された電位勾配に応じて被対象物から発生する物理的
な変化を検出するセンサと、該センサから検出される物
理的な変化を示す信号を表示する表示手段とを備えたこ
とを特徴とする電子線式検査装置である。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting an electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. And an electric potential control means for controlling an accelerating voltage of the electron beam and a potential gradient in the vicinity of the object, and an electron beam irradiating the object with the accelerating voltage controlled by the electric potential control means. In doing so, a sensor for detecting a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means, and a target based on a signal indicating the physical change detected by the sensor An electron beam inspection apparatus, comprising: an image processing unit that inspects or measures an object. The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. A potential control means for controlling the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object, and when irradiating the object with the electron beam at the acceleration voltage controlled by the potential control means, A sensor that detects a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control unit, and a display unit that displays a signal indicating the physical change detected by the sensor This is an electron beam inspection apparatus characterized in that
【００１２】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、被対象物の表面における
断面構造の種類または変化に応じて電子線ビームの加速
電圧と被対象物近傍における電位勾配とを制御する電位
制御手段と、該電位制御手段によって制御された加速電
圧で電子線ビームを被対象物に対して照射した際、前記
電位制御手段によって制御された電位勾配に応じて被対
象物から発生する物理的な変化を検出するセンサと、該
センサから検出される物理的な変化を示す信号に基づい
て被対象物について検査または計測を行う画像処理手段
とを備えたことを特徴とする電子線式検査装置である。
また本発明は、電子線源と、該電子線源から出射された
電子線ビームを偏向させるビーム偏向器と、該電子線源
から出射された電子線ビームを被対象物上に集束させる
対物レンズと、被対象物の表面における少なくとも材質
の種類または変化に応じて電子線ビームの加速電圧と被
対象物近傍における電位勾配とを制御する電位制御手段
と、該電位制御手段によって制御された加速電圧で電子
線ビームを被対象物に対して照射した際、前記電位制御
手段によって制御された電位勾配に応じて被対象物から
発生する物理的な変化を検出するセンサと、該センサか
ら検出される物理的な変化を示す信号に基づいて被対象
物について検査または計測を行う画像処理手段とを備え
たことを特徴とする電子線式検査装置である。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting an electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. And an electric potential control means for controlling the accelerating voltage of the electron beam and the electric potential gradient in the vicinity of the object according to the type or change of the cross-sectional structure on the surface of the object, and the electric potential control means. A sensor for detecting a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means when the object is irradiated with the electron beam with the accelerated voltage, and the sensor An electron beam inspection apparatus comprising: an image processing unit that inspects or measures an object based on a signal indicating a detected physical change.
The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. And a potential control means for controlling the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object according to at least the type or change of the material on the surface of the object, and the acceleration voltage controlled by the potential control means. A sensor for detecting a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means when the object is irradiated with the electron beam by the sensor; An electron beam inspection apparatus, comprising: an image processing unit that inspects or measures an object based on a signal indicating a physical change.
【００１３】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、被対象物上への電子線ビ
ーム照射領域における断面構造の種類または変化に応じ
て電子線ビームの加速電圧と被対象物近傍における電位
勾配とを制御する電位制御手段と、該電位制御手段によ
って制御された加速電圧で電子線ビームを被対象物に対
して照射した際、前記電位制御手段によって制御された
電位勾配に応じて被対象物から発生する物理的な変化を
検出するセンサと、該センサから検出される物理的な変
化を示す信号に基づいて被対象物について検査または計
測を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とする電子
線式検査装置である。また本発明は、電子線源と、該電
子線源から出射された電子線ビームを偏向させるビーム
偏向器と、該電子線源から出射された電子線ビームを被
対象物上に集束させる対物レンズと、被対象物の表面に
おけるチャージアップの現象に対応する適正な電子線ビ
ームの加速電圧と被対象物近傍における電位勾配とを制
御する電位制御手段と、該電位制御手段によって制御さ
れた加速電圧で電子線ビームを被対象物に対して照射し
た際、前記電位制御手段によって制御された電位勾配に
応じて被対象物から発生する物理的な変化を検出するセ
ンサと、該センサから検出される物理的な変化を示す信
号に基づいて被対象物について検査または計測を行う画
像処理手段とを備えたことを特徴とする電子線式検査装
置である。According to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. And an electric potential control means for controlling the accelerating voltage of the electron beam and the electric potential gradient in the vicinity of the object according to the type or change of the sectional structure in the electron beam irradiation region on the object, When the object is irradiated with the electron beam with the acceleration voltage controlled by the potential control means, a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means is detected. An electron beam inspection apparatus comprising: a sensor; and an image processing means for inspecting or measuring an object based on a signal indicating a physical change detected by the sensor. The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. And a potential control means for controlling an appropriate electron beam acceleration voltage corresponding to the phenomenon of charge-up on the surface of the object and a potential gradient in the vicinity of the object, and an acceleration voltage controlled by the potential control means. A sensor for detecting a physical change generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means when the object is irradiated with the electron beam by the sensor; An electron beam inspection apparatus, comprising: an image processing unit that inspects or measures an object based on a signal indicating a physical change.
【００１４】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、被対象物の表面における
断面構造の種類または変化に対応したその表面のチャー
ジアップの現象に対応する適正な電子線ビームの加速電
圧と被対象物近傍における電位勾配とを制御する電位制
御手段と、該電位制御手段によって制御された加速電圧
で電子線ビームを被対象物に対して照射した際、前記電
位制御手段によって制御された電位勾配に応じて被対象
物から発生する物理的な変化を検出するセンサと、該セ
ンサから検出される物理的な変化を示す信号に基づいて
被対象物について検査または計測を行う画像処理手段と
を備えたことを特徴とする電子線式検査装置である。ま
た本発明は、電子線源と、該電子線源から出射された電
子線ビームを偏向させるビーム偏向器と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを被対象物上に集束させる対
物レンズと、電子線ビームの試料上の加速電圧、又は試
料上の電界勾配、又はビーム電流、又はビーム径、又は
画像検出周波数、又は画像寸法、又はプリチャージ、又
はディスチャージ、又はそれらの組合せを制御する制御
手段と、電子線ビームを被対象物に対して照射した際、
被対象物から発生する物理的な変化を検出するセンサ
と、前記センサから検出される物理的な変化を示す信号
から被対象物について検査または計測を行う画像処理手
段とを備えたことを特徴とする電子線式検査装置であ
る。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. Controlling the objective lens, the appropriate acceleration voltage of the electron beam corresponding to the phenomenon of surface charge-up corresponding to the type or change of the cross-sectional structure on the surface of the object, and the potential gradient in the vicinity of the object. Potential control means and physics generated from the object according to the potential gradient controlled by the potential control means when the object is irradiated with the electron beam by the acceleration voltage controlled by the potential control means. And an image processing means for inspecting or measuring an object based on a signal indicating a physical change detected by the sensor. An electron beam inspection apparatus. The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. And the accelerating voltage of the electron beam on the sample, the electric field gradient on the sample, the beam current, the beam diameter, the image detection frequency, the image size, the precharge, the discharge, or a combination thereof. When irradiating the object with the control means and the electron beam,
A sensor for detecting a physical change generated from the object, and an image processing means for inspecting or measuring the object from a signal indicating the physical change detected by the sensor. It is an electron beam type inspection device.
【００１５】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、被対象物の表面における
断面構造の種類または変化に対応させて電子線ビームの
試料上の加速電圧、又は試料上の電界勾配、又はビーム
電流、又はビーム径、又は画像検出周波数、又は画像寸
法、又はプリチャージ、又はディスチャージ、又はそれ
らの組合せを制御する制御手段と、電子線ビームを被対
象物に対して照射した際、被対象物から発生する物理的
な変化を検出するセンサと、前記センサから検出される
物理的な変化を示す信号から被対象物について検査また
は計測を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とする
電子線式検査装置である。また本発明は、電子線源と、
該電子線源から出射された電子線ビームを偏向させるビ
ーム偏向器と、該電子線源から出射された電子線ビーム
を被対象物上に集束させる対物レンズと、電子線ビーム
を被対象物に対して照射した際、被対象物から発生する
物理的な変化を検出するセンサと、被対象物の表面にお
けるチャージアップの現象に対応する検査条件を作成す
る検査条件作成手段と、前記センサから検出される物理
的な変化を示す信号から前記検査条件作成手段で作成さ
れた検査条件に基づいて被対象物について検査または計
測を行う画像処理手段とを備えたことを特徴とする電子
線式検査装置である。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. The objective lens to be used, and the acceleration voltage of the electron beam on the sample, the electric field gradient on the sample, the beam current, the beam diameter, or the image detection frequency corresponding to the type or change of the cross-sectional structure on the surface of the object. , Or image size, precharge, discharge, or a combination thereof, and a physical change generated from the object when the object is irradiated with an electron beam. An electron beam inspection apparatus comprising: a sensor; and an image processing unit that inspects or measures an object from a signal indicating a physical change detected by the sensor. That. The present invention also includes an electron beam source,
A beam deflector for deflecting an electron beam emitted from the electron beam source, an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object, and an electron beam for the object A sensor for detecting a physical change generated from the object when irradiated, an inspection condition creating means for creating an inspection condition corresponding to a phenomenon of charge-up on the surface of the object, and the sensor to detect Image processing means for inspecting or measuring an object based on the inspection condition created by the inspection condition creating means from a signal indicating the physical change of the electron beam inspection apparatus. Is.
【００１６】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、電子線ビームを被対象物
に対して照射した際、被対象物から発生する物理的な変
化を検出するセンサと、被対象物の表面における断面構
造の種類または変化に対応したその表面のチャージアッ
プの現象に対応する検査条件を作成する検査条件作成手
段と、前記センサから検出される物理的な変化を示す信
号から前記検査条件作成手段で作成された検査条件に基
づいて被対象物について検査または計測を行う画像処理
手段とを備えたことを特徴とする電子線式検査装置であ
る。また本発明は、電子線源と、該電子線源から出射さ
れた電子線ビームを偏向させるビーム偏向器と、該電子
線源から出射された電子線ビームを被対象物上に集束さ
せる対物レンズと、電子線ビームを被対象物に対して照
射した際、被対象物から発生する物理的な変化を検出す
るセンサと、被対象物の表面におけるチャージアップの
現象に対応する特徴抽出パラメータを作成する特徴抽出
パラメータ作成手段と、前記センサから検出される物理
的な変化を示す信号から前特徴抽出パラメータ作成手段
で作成された特徴抽出パラメータに基づいて被対象物に
ついて構造的特徴を抽出する画像処理手段とを備えたこ
とを特徴とする電子線式検査装置である。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. The objective lens, the sensor that detects the physical change that occurs when the object is irradiated with an electron beam, and the type or change of the cross-sectional structure on the surface of the object. Inspection condition creating means for creating an inspection condition corresponding to the phenomenon of charge-up on the surface, and an inspection condition created by the inspection condition creating means from a signal indicating a physical change detected by the sensor. An electron beam inspection apparatus comprising: an image processing unit that inspects or measures an object. The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. And a sensor that detects physical changes that occur when an object is irradiated with an electron beam and a feature extraction parameter that corresponds to the phenomenon of charge-up on the surface of the object. Image processing for extracting structural features of the object based on the feature extraction parameter created by the previous feature extraction parameter creation unit from the signal indicating the physical change detected by the sensor. And an electron beam type inspection apparatus.
【００１７】また本発明は、電子線源と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを偏向させるビーム偏向器
と、該電子線源から出射された電子線ビームを被対象物
上に集束させる対物レンズと、被対象物の表面にプリチ
ャージ又はディスチャージを与える手段と、電子線ビー
ムを被対象物に対して照射した際、被対象物から発生す
る物理的な変化を検出するセンサと、該センサから検出
される物理的な変化を示す信号から検査条件に基づいて
被対象物について検査または計測を行う画像処理手段と
を備えたことを特徴とする電子線式検査装置である。ま
た本発明は、電子線源と、該電子線源から出射された電
子線ビームを偏向させるビーム偏向器と、該電子線源か
ら出射された電子線ビームを被対象物上に集束させる対
物レンズと、被対象物の表面にプリチャージ又はディス
チャージを与える手段と、電子線ビームを被対象物に対
して照射した際、被対象物から発生する物理的な変化を
検出するセンサと、該センサから検出される物理的な変
化を示す信号から特徴抽出パラメータに基づいて被対象
物について構造的特徴を抽出する画像処理手段とを備え
たことを特徴とする電子線式検査装置である。また本発
明は、基板を処理する複数の処理装置と該複数の処理装
置を制御する制御装置とを備えた半導体製造ラインであ
って、所定の処理装置で処理された基板上に電子線ビー
ムを照射することによって得られる画像信号に基づいて
検査する電子線式検査装置を備え、該電子線式検査装置
から得られる検査結果に基づいて前記制御装置により前
記処理装置を制御することを特徴とする半導体の製造ラ
インである。Further, according to the present invention, an electron beam source, a beam deflector for deflecting an electron beam emitted from the electron beam source, and an electron beam emitted from the electron beam source are focused on an object. An objective lens, a means for precharging or discharging the surface of the object, a sensor for detecting a physical change generated from the object when the object is irradiated with an electron beam, An electron beam inspection apparatus comprising: an image processing unit that inspects or measures an object based on an inspection condition from a signal indicating a physical change detected by the sensor. The present invention also provides an electron beam source, a beam deflector for deflecting the electron beam emitted from the electron beam source, and an objective lens for focusing the electron beam emitted from the electron beam source on an object. A means for applying a precharge or a discharge to the surface of the object, a sensor for detecting a physical change generated from the object when the object is irradiated with an electron beam, and a sensor for detecting the physical change. An electron beam inspection apparatus, comprising: an image processing unit that extracts a structural feature of an object based on a feature extraction parameter from a signal indicating a detected physical change. Further, the present invention is a semiconductor manufacturing line comprising a plurality of processing devices for processing a substrate and a control device for controlling the plurality of processing devices, wherein an electron beam beam is applied onto a substrate processed by a predetermined processing device. An electron beam inspection device for inspecting based on an image signal obtained by irradiation is provided, and the processing device is controlled by the control device based on an inspection result obtained from the electron beam inspection device. It is a semiconductor manufacturing line.
【００１８】また本発明は、電子線ビームの加速電圧と
被対象物近傍における電位勾配とを制御し、この制御さ
れた加速電圧で電子線ビームを被対象物に対して照射
し、前記制御された電位勾配に応じて半導体基板から発
生する物理的な変化をセンサで検出し、この検出された
物理的な変化を示す信号に基づいて半導体基板について
検査または計測を行って半導体基板を製造することを特
徴とする半導体の製造方法である。また本発明は、電子
線ビームの試料上の加速電圧、又は試料上の電界勾配、
又はビーム電流、又はビーム径、又は画像検出周波数、
又は画像寸法、又はプリチャージ、又はディスチャー
ジ、又はそれらの組合せを制御し、電子線ビームを半導
体基板に対して照射し、半導体基板から発生する物理的
な変化をセンサで検出し、この検出された物理的な変化
を示す信号から半導体基板について検査または計測を行
って半導体基板を製造することを特徴とする半導体の製
造方法である。また本発明は、電子線ビームを半導体基
板に対して照射し、半導体基板から発生する物理的な変
化をセンサで検出し、この検出された物理的な変化を示
す信号から半導体基板の表面におけるチャージアップの
現象に対応する検査条件に基づいて半導体基板について
検査または計測を行って半導体基板を製造することを特
徴とする半導体の製造方法である。また本発明は、前記
半導体の製造方法において、前記検査または計測結果を
解析して所定のプロセスにフィードバックすることを特
徴とする。Further, the present invention controls the acceleration voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the object, irradiates the object with the electron beam at the controlled acceleration voltage, and the control is performed. A sensor detects a physical change generated from the semiconductor substrate according to the potential gradient, and the semiconductor substrate is manufactured by inspecting or measuring the semiconductor substrate based on a signal indicating the detected physical change. And a method for manufacturing a semiconductor. The present invention also provides an accelerating voltage of the electron beam on the sample, or an electric field gradient on the sample,
Or beam current, or beam diameter, or image detection frequency,
Or, the image size, or precharge, or discharge, or a combination thereof is controlled, the semiconductor substrate is irradiated with an electron beam, and a physical change generated from the semiconductor substrate is detected by a sensor. A semiconductor manufacturing method is characterized in that a semiconductor substrate is manufactured by inspecting or measuring the semiconductor substrate from a signal indicating a physical change. Further, the present invention irradiates a semiconductor substrate with an electron beam, detects a physical change generated from the semiconductor substrate with a sensor, and detects a charge on the surface of the semiconductor substrate from a signal indicating the detected physical change. It is a semiconductor manufacturing method characterized in that a semiconductor substrate is manufactured by inspecting or measuring the semiconductor substrate based on an inspection condition corresponding to a phenomenon of up. Further, the present invention is characterized in that, in the semiconductor manufacturing method, the inspection or measurement result is analyzed and fed back to a predetermined process.
【００１９】また本発明は、表面にパターンを形成した
試料に電子線ビームを照射して試料から発生する二次電
子又は反射電子を検出することにより試料上のパターン
を検査する方法であって、試料上の電子線ビームが照射
される領域における材質に応じて電子線ビームの加速電
圧と試料表面近傍の電位勾配とを制御することを特徴と
する電子線式検査方法である。また本発明は、前記電子
線式検査方法において、前記電子線ビームの加速電圧
を、前記パターンの二次電子放出率と前記パターン以外
の部分の二次電子放出率との差に基づいて制御すること
を特徴とする。また本発明は、前記電子線式検査方法に
おいて、前記試料表面近傍の電位勾配を、前記パターン
からの二次電子放出率に基づいて制御することを特徴と
する。また本発明は、表面にパターンを形成した試料に
電子線ビームを照射して試料から発生する二次電子又は
反射電子を検出することにより試料上のパターンを検査
する方法であって、試料上の電子線ビームが照射される
領域における材質に応じて電子線ビームの加速電圧と試
料表面近傍の電位勾配とを制御すると共に試料表面に蓄
積した電荷を中和し、前記検出される二次電子又は反射
電子の画像を画面上に表示することを特徴とする電子線
式検査方法である。The present invention also provides a method for inspecting a pattern on a sample by irradiating a sample having a pattern formed on its surface with an electron beam to detect secondary electrons or reflected electrons generated from the sample, The electron beam inspection method is characterized by controlling an accelerating voltage of the electron beam and a potential gradient in the vicinity of the sample surface according to a material in a region of the sample irradiated with the electron beam. In the electron beam inspection method according to the present invention, the acceleration voltage of the electron beam is controlled based on a difference between a secondary electron emission rate of the pattern and a secondary electron emission rate of a portion other than the pattern. It is characterized by Further, the present invention is characterized in that, in the electron beam inspection method, a potential gradient near the surface of the sample is controlled based on a secondary electron emission rate from the pattern. The present invention is also a method for inspecting a pattern on a sample by irradiating a sample having a pattern formed on the surface with an electron beam to detect secondary electrons or backscattered electrons generated from the sample. The accelerating voltage of the electron beam and the potential gradient in the vicinity of the sample surface are controlled according to the material in the area irradiated with the electron beam, and the charge accumulated on the sample surface is neutralized, and the detected secondary electrons or It is an electron beam inspection method characterized by displaying an image of reflected electrons on a screen.
【００２０】以上説明したように、本発明によれば、電
子線を被対象物上に照射した際生じるチャージアップ現
象を低減して被対象物からの二次電子または反射電子等
による物理的性質を現した高コントラストの信号を得て
高速で微細な欠陥を高信頼性で検査することができる。
また本発明によれば、電子線を被対象物上に照射した際
生じるチャージアップ現象に検査条件を適合させて被対
象物からの二次電子または反射電子等による物理的性質
を現した画像信号に基づいて検査または計測を行なって
高速で微細な欠陥を高信頼性で検査することができる。
また本発明によれば、帯電しやすい微細なレジストパタ
ーンや絶縁膜パターンを高信頼性で検査することができ
る。また本発明によれば、半導体ウエハ等の半導体基板
上の微細なパターン欠陥を高信頼度で検査して歩留まり
向上をはかることができる。また本発明によれば、高速
で微細な欠陥を信頼性高く検査することができ、その結
果パターン線幅の微細化したウエハ上の微細なパターン
欠陥を製造ライン中で検査することが可能となる。As described above, according to the present invention, the charge-up phenomenon that occurs when an object is irradiated with an electron beam is reduced, and the physical properties of secondary objects or reflected electrons from the object are reduced. It is possible to obtain a high-contrast signal representing the above and inspect a fine defect at high speed with high reliability.
Further, according to the present invention, an image signal showing the physical properties of secondary electrons or reflected electrons from the object by adapting the inspection conditions to the charge-up phenomenon that occurs when the object is irradiated with the electron beam. It is possible to inspect or measure the micro defects at high speed with high reliability by performing inspection or measurement based on
Further, according to the present invention, a fine resist pattern or insulating film pattern that is easily charged can be inspected with high reliability. Further, according to the present invention, a fine pattern defect on a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer can be inspected with high reliability to improve the yield. Further, according to the present invention, it is possible to inspect a fine defect at high speed with high reliability, and as a result, it is possible to inspect a fine pattern defect on a wafer having a fine pattern line width in a manufacturing line. .
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明に係る電子線を用いて半導
体ウエハ等の被対象物上のパターンの寸法および欠陥を
検査するパターン検査方法及び半導体ウエハの製造方法
の一実施の形態を図面を用いて説明する。被対象物とし
て半導体ウエハを用いた場合について説明する。同様の
ことはフォトマスクや薄膜多層基板やプリント配線基板
やＴＦＴ基板等の他の被対象物についても成立する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a pattern inspection method and a semiconductor wafer manufacturing method for inspecting a pattern dimension and a defect on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention will be described with reference to the drawings. It demonstrates using. A case where a semiconductor wafer is used as the object will be described. The same applies to other objects such as a photomask, a thin film multilayer substrate, a printed wiring board and a TFT substrate.
【００２２】まず本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出する際、被対象物
のパターンが材質Ａ１と材質Ｂ２で構成された実施の形
態について説明する。この被対象物は、例えば下地（下
部）に材質Ａ１、上部に材質Ｂ２からなる立体的な断面
構造を形成している。このように材質が異なる立体的な
断面構造を形成した被対象物に対して電子線を照射した
場合、特定の加速電圧ではコントラストが殆ど無くなる
ことがある。これについて図１を用いて説明する。図１
は材質Ａ１、材質Ｂ２の加速電圧Ｅと二次電子放出効率
ηの関係を示したものである。この図より、加速電圧Ｅ
bを用いた場合、材質Ａ１と材質Ｂ２の二次電子放出効
率ηは大きく異なっており、材質Ａ１と材質Ｂ２で得ら
れる二次電子像は図２（ａ）に示したようにコントラス
トは十分有り、計測も含む検査（寸法または欠陥の検
査）が可能である。これに対し、特定の加速電圧Ｅaを
用いた場合、材質Ａ１と材質Ｂ２の二次電子放出効率が
等しく、材質Ａ１と材質Ｂ２で得られる二次電子像にコ
ントラストは殆ど無くなり、図２の（ｂ）に示したよう
にコントラストの殆どない画像となってしまい計測も含
む検査（寸法または欠陥の検査）が不能となる。特定の
加速電圧Ｅaは材質により異なっており、被対象物の材
質により、適する加速電圧が異なっている。First, a description will be given of an embodiment in which the pattern of the object is composed of the material A1 and the material B2 when the pattern on the object such as a semiconductor wafer is detected by using the electron beam according to the present invention. This object has, for example, a three-dimensional cross-sectional structure including a material A1 on the base (lower part) and a material B2 on the upper part. When an object having a three-dimensional cross-sectional structure made of different materials is irradiated with an electron beam, the contrast may be almost lost at a specific acceleration voltage. This will be described with reference to FIG. FIG.
Shows the relationship between the acceleration voltage E of the material A1 and the material B2 and the secondary electron emission efficiency η. From this figure, the acceleration voltage E
When b is used, the secondary electron emission efficiency η of the material A1 and the material B2 are greatly different, and the secondary electron images obtained by the material A1 and the material B2 have sufficient contrast as shown in FIG. 2 (a). Yes, inspection including measurement (dimension or defect inspection) is possible. On the other hand, when the specific acceleration voltage Ea is used, the secondary electron emission efficiencies of the material A1 and the material B2 are equal, and the secondary electron images obtained by the material A1 and the material B2 have almost no contrast. As shown in b), the image has almost no contrast, and inspection (measurement of dimensions or defects) including measurement becomes impossible. The specific acceleration voltage Ea differs depending on the material, and the suitable acceleration voltage differs depending on the material of the object.
【００２３】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出する際、被対象物
のパターンが材質Ａ３と材質Ｂ４で構成された実施の形
態について、図３、図４、図５および図６を用いて説明
する。つまり図３に示すように、上部に材質Ａ３（例え
ば配線パターン）、下地に（下部に）材質Ｂ４（例えば
層間絶縁層）からなる立体的な断面構造をした被対象物
に対して電子線を照射した際、材質Ｂ４が負にチャージ
アップする条件、即ち二次電子放出効率ηが１以下（照
射される電子線が吸収されて照射される電子線に対して
放出される二次電子は著しく減衰されることを意味す
る。）で、材質Ａ３が正にチャージアップする条件、即
ち二次電子放出効率ηが１以上（照射される電子線とほ
ぼ等価の二次電子が放出されることを意味する。）であ
るとする。チャージアップの程度の軽い場合は、図４
（ａ）に示すように材質Ａ３はもとより材質Ａ３の欠陥
７も明るく、材質Ｂ４は暗く検出され、本来材質Ｂ４部
分にはみ出した材質Ａ３の欠陥７も明るく検出される。
しかし、チャージアップの激しい場合は、上部に位置す
る材質Ａ３の部分に正のチャージアップがあるため、下
部に位置する材質Ａ３の欠陥７からの二次電子６は正に
チャージアップしている材質Ａ３に引寄せられて二次電
子検出器１６（１１）で検出されない。このため、図４
（ｂ）又は図４（ｃ）に示したように小さく検出された
り、全く検出できなくなってしまう。同様に、材質Ｂ４
の傾斜部分の情報が失われるため、図５（ａ）に示した
ように検出されるべきパターン寸法が、図５（ｂ）に示
したように小さく検出されてしまう。Next, when an electron beam according to the present invention is used to detect a pattern on an object such as a semiconductor wafer, the pattern of the object is composed of material A3 and material B4. 3, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. That is, as shown in FIG. 3, an electron beam is applied to an object having a three-dimensional cross-sectional structure composed of a material A3 (for example, a wiring pattern) on the upper side and a material B4 (for example, an interlayer insulating layer) on the base (the lower side). When irradiated, the material B4 is negatively charged up, that is, the secondary electron emission efficiency η is 1 or less (the irradiated electron beam is absorbed and the emitted secondary electron is remarkably emitted. Means that the material A3 is positively charged up, that is, the secondary electron emission efficiency η is 1 or more (secondary electrons that are almost equivalent to the irradiated electron beam are emitted). Meaning). If the charge-up is light, see Fig. 4.
As shown in (a), not only the material A3 but also the defect 7 of the material A3 is bright, and the material B4 is detected dark, and the defect 7 of the material A3 originally protruding from the material B4 portion is also brightly detected.
However, when the charge-up is severe, the secondary electron 6 from the defect 7 of the material A3 located at the lower part is positively charged up because the material A3 located at the upper part has a positive charge-up. It is attracted to A3 and is not detected by the secondary electron detector 16 (11). For this reason, FIG.
As shown in (b) or FIG. 4 (c), it is detected small or cannot be detected at all. Similarly, material B4
Since the information of the inclined portion of is lost, the pattern dimension to be detected as shown in FIG. 5A is detected as small as shown in FIG. 5B.
【００２４】更に、この現象は被対象物のチャージアッ
プの緩和、つまり、正又は負に帯電した電荷の拡散の速
度により異なる。チャージアップの緩和の早いものは現
象が複雑で、電子線の走査方向依存性が大きくなり、走
査方向がＸ，Ｙにより、失われる情報に差が出る。この
結果、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示したような画像
となる。つまり、Ｘ方向に走査するときはＸ方向のパタ
ーンエッジ近傍で影響が現われやすく、Ｙ方向に走査す
るときはＹ方向のパターンエッジ近傍で影響が現れやす
い。尚、拡散は下地のパターン（材質Ｂ）の導電率によ
り異なり、導電率の大きい場合は拡散は極めて早く、チ
ャージアップの緩和は早い。次に本発明に係る電子線を
用いて半導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出す
る際、被対象物のパターンが材質Ａ８と材質Ｂ９で構成
された第３の実施の形態について、図７および図８を用
いて説明する。つまり、図７に示すように、下地に材質
Ｂ９、上に材質Ａ８からなる立体的な断面構造をした被
対象物に対して電子線５を照射した際、材質Ｂ９が正に
チャージアップする条件、即ち二次電子放出効率ηが１
以上で、材質Ａ８が負にチャージアップする条件、即ち
二次電子放出効率ηが１以下であるとする。チャージア
ップの程度の軽い場合は図８（ａ）に示すように材質Ａ
８は暗く、材質Ｂ９は明るく検出される。しかし、チャ
ージアップの激しい場合はチャージアップの影響で電場
が形成される。周囲に形成された電場を図に示してある
が、０Ｖの等電位線７３と負の等電位線７２が形成さ
れ、電子線５が材質Ａ８に照射されて二次電子７１が発
生したとき二次電子７１が負の電場で反発して押し戻さ
れてしまう。このため、材質Ａ８よりの二次電子７１は
二次電子検出器１６（１１）に到達できなくなり、下地
に関する情報が失われてしまう。この結果、図８（ｂ）
に示したようなパターン密度の濃い部分は明るく検出さ
れるはずの部分が暗く検出され、パターン密度の異なる
境界には擬似パターンが発生する。Further, this phenomenon depends on the relaxation of the charge-up of the object, that is, the diffusion speed of the positively or negatively charged charges. The phenomenon in which the charge-up is relaxed quickly has a complicated phenomenon, and the dependency of the electron beam on the scanning direction becomes large, and the lost information varies depending on the scanning directions X and Y. As a result, the images shown in FIGS. 6B and 6C are obtained. That is, when scanning in the X direction, the influence is likely to appear near the pattern edge in the X direction, and when scanning in the Y direction, the influence is likely to appear near the pattern edge in the Y direction. The diffusion depends on the conductivity of the underlying pattern (material B). If the conductivity is large, the diffusion is extremely fast and the charge-up is alleviated quickly. Next, in detecting a pattern on a target object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention, the pattern of the target object is composed of a material A8 and a material B9. This will be described with reference to FIGS. That is, as shown in FIG. 7, the condition that the material B9 is positively charged up when the electron beam 5 is irradiated to the object having the three-dimensional cross-sectional structure of the material B9 on the base and the material A8 on the base. That is, the secondary electron emission efficiency η is 1
As described above, it is assumed that the material A8 is negatively charged up, that is, the secondary electron emission efficiency η is 1 or less. When the charge-up is light, as shown in Fig. 8 (a), material A
8 is dark, and the material B9 is bright. However, when the charge-up is intense, an electric field is formed due to the effect of the charge-up. The electric field formed in the surroundings is shown in the figure, but when the equipotential line 73 of 0 V and the negative equipotential line 72 are formed and the electron beam 5 is irradiated to the material A8, the secondary electron 71 is generated. The secondary electron 71 repels and is pushed back by the negative electric field. For this reason, the secondary electrons 71 from the material A8 cannot reach the secondary electron detector 16 (11), and the information on the base is lost. As a result, FIG. 8 (b)
A portion where the pattern density is high as shown in (1) is detected to be bright, and a portion where the pattern density is supposed to be detected is detected dark, and a pseudo pattern is generated at a boundary where the pattern density is different.
【００２５】いずれの場合もチャージアップが起こる
と、自分自身のチャージアップにより二次電子放出効率
ηが変化する。この為、図９に示したように１回目の検
出画像と複数回目の検出画像は変化することになる。そ
こで、本発明においては、まず、被対象物２０におい
て、少なくとも上部にあるパターン（材質Ａ）にチャー
ジアップができるだけ生じないようにして、即ちチャー
ジアップの程度を軽くし、しかもパターン（材質Ａ）と
このパターンの微小な間隔（材質Ｂ）とから適正なコン
トラストρを得て（出来るだけ高くして）画像検出でき
るように計測を含む検査の条件の適正化を図ることにあ
る。即ち、被対象物２０において、図１に示す如く、各
材質Ａ，Ｂにおける照射される電子線への加速電圧Ｅに
対する二次電子放出効率ηの特性を有する少なくとも上
部にあるパターン（材質ＡまたはＢ）にチャージアップ
ができるだけ生じないようにする（上部にあるパターン
（材質ＡまたはＢ）からの二次電子放出効率ηを１前後
の小さな許容値内にする）と共に適正なコントラストρ
を得るようにする（下部にある材質ＢまたはＡからの二
次電子放出効率ηを、決められた範囲（例えば０．７〜
１．２）内で、かつ上部にある材質ＡまたはＢの二次電
子放出効率ηとの差が最もある条件にする）ことによっ
て、図４（ｂ）（ｃ）または図５（ｂ）または図８
（ｂ）に示す如くチャージアップの影響を多く受けた画
像信号ではなく、図４（ａ）または図５（ａ）または図
８（ａ）に示す如くチャージアップの影響を軽減し、且
つ適正なコントラストρを得た画像信号をセンサ１１に
よって検出することができるようにしたものである。そ
こで、被対象物２０において、少なくとも上部にあるパ
ターン（材質ＡまたはＢ）にチャージアップができるだ
け生じないようにするためには、被対象物２０上に蓄積
される電子線の量を低減する方法と、電子シャワーまた
はイオンシャワーを照射して中和させる方法とがある。In any case, when charge-up occurs, the secondary electron emission efficiency η changes due to the charge-up of itself. Therefore, as shown in FIG. 9, the first detected image and the plurality of detected images change. Therefore, in the present invention, first, in the target object 20, at least the pattern (material A) at the top is prevented from being charged up as much as possible, that is, the degree of charge-up is reduced, and the pattern (material A) is also reduced. It is to optimize the inspection conditions including measurement so that an appropriate contrast ρ can be obtained (highest possible) from the minute interval (material B) of this pattern and the image can be detected. That is, in the object 20, as shown in FIG. 1, at least the pattern (material A or material A or B) having the characteristic of the secondary electron emission efficiency η with respect to the accelerating voltage E to the irradiated electron beam in each material A or B is used. In B), charge-up is prevented as much as possible (the secondary electron emission efficiency η from the pattern (material A or B) in the upper part is set within a small allowable value of about 1) and an appropriate contrast ρ
(The secondary electron emission efficiency η from the material B or A at the bottom is determined within a predetermined range (for example, 0.7 to
1.2) and the condition that the difference between the secondary electron emission efficiency η of the material A or B in the upper part is the most)). Figure 8
As shown in FIG. 4B, the image signal is not affected by the charge-up, but the charge-up effect is reduced as shown in FIG. 4A, FIG. 5A, or FIG. The image signal having the contrast ρ can be detected by the sensor 11. Therefore, in order to prevent charge-up in at least the upper pattern (material A or B) of the target object 20 as much as possible, a method of reducing the amount of electron beams accumulated on the target object 20. There is also a method of irradiating an electron shower or an ion shower to neutralize.
【００２６】被対象物２０上に蓄積される電子線の量を
低減する方法としては、被対象物２０または被対象物２
０の上部に設けられた電子線を通すグリッド等の電圧付
与手段１９と電子線源１４との間に電子線源１４から出
射させた電子線を加速するための適正な加速電圧（Ｅ0
−Ｅ2）を付与し、グリッド等の電圧付与手段１９と被
対象物２０との間においては、被対象物上の電位勾配α
に比例した適正な電位差（Ｅ0−Ｅ1）を付与することに
よって実現することができる。しかしながら、上部にあ
るパターンにチャージアップする現象は、上部にあるパ
ターンの構成材料（材質）および断面構造が変わると変
化することになる。従って、上部にあるパターンの構成
材料（材質）および断面構造（上部の構成材料（材質）
と下部の構成材料（材質）との関係およびパターンの形
状（線幅および密度も含む）や厚さ等）を考慮して、特
に被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび被対象物上の
電位勾配αを適正に設定する必要がある。即ち被対象物
における上部にあるパターンの構成材料（材質）および
断面構造（パターンの形状（線幅および密度も含む）や
厚さおよび下部の構成材料（材質）との関係等）によっ
てチャージアップする現象が変わってきて、二次電子放
出効率ηが変わってくるからである。図１には、材質が
変わった場合の加速電圧Ｅに対する二次電子放出効率η
を示す。As a method of reducing the amount of electron beams accumulated on the object 20, the object 20 or the object 2 can be used.
An appropriate accelerating voltage (E0) for accelerating the electron beam emitted from the electron beam source 14 between the electron beam source 14 and the voltage applying means 19 such as a grid for passing an electron beam provided on the upper part of0.
-E2 ) is applied, and between the voltage application means 19 such as a grid and the object 20, the potential gradient α on the object is applied.
Can be realized by giving an appropriate potential difference (E0 −E1 ) proportional to However, the phenomenon of charging up the upper pattern changes when the constituent material (material) and the cross-sectional structure of the upper pattern change. Therefore, the material (material) and the cross-sectional structure (material (material) of the upper part) of the pattern on the upper part
Of the electron beam to the target object and the target object in consideration of the relationship between the material and the constituent material (material) of the lower part and the shape of the pattern (including line width and density) and thickness). It is necessary to properly set the potential gradient α of. That is, the charge is increased by the constituent material (material) of the upper pattern and the cross-sectional structure (the shape of the pattern (including line width and density) and thickness and the relationship with the lower constituent material (material) of the object). This is because the phenomenon changes and the secondary electron emission efficiency η changes. FIG. 1 shows the secondary electron emission efficiency η with respect to the acceleration voltage E when the material is changed.
Is shown.
【００２７】また特に上部にあるパターンについてチャ
ージアップの緩和現象（帯電した電荷の拡散現象）が生
じるため、電子線の走査方向がＸ方向とＹ方向とでは図
６（ｂ）および（ｃ）に示すようにセンサ１１で検出さ
れる画像信号に差が出てくることになる。そこで、被対
象物２０に対して電子線の走査方向がＸ方向の場合にお
けるセンサ１１で検出される画像信号と電子線の走査方
向がＹ方向の場合におけるセンサ１１で検出される画像
信号との間において差を出来るだけ低減するように特に
被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび被対象物上の電
位勾配αを適正に設定する必要がある。また上部にある
パターンについて寸法または欠陥の検査をするために、
上部にあるパターンについてセンサ１１で検出される画
像信号として適正なコントラストρで検出できるように
特に被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび被対象物上
の電位勾配αを適正に設定する必要がある。In addition, since the relaxation phenomenon of charge-up (diffusion phenomenon of charged charges) occurs especially in the pattern on the upper side, FIGS. 6B and 6C are shown when the scanning direction of the electron beam is X direction and Y direction. As shown in the figure, the image signals detected by the sensor 11 are different from each other. Therefore, an image signal detected by the sensor 11 when the electron beam scanning direction is the X direction and an image signal detected by the sensor 11 when the electron beam scanning direction is the Y direction with respect to the object 20. In particular, it is necessary to properly set the acceleration voltage E of the electron beam to the target object and the potential gradient α on the target object so as to reduce the difference between them as much as possible. In addition, in order to inspect the dimensions or defects of the pattern on the top,
The acceleration voltage E of the electron beam to the target object and the potential gradient α on the target object must be properly set so that the pattern on the upper part can be detected with an appropriate contrast ρ as an image signal detected by the sensor 11. There is.
【００２８】ところで、後述するように電位差（Ｅ0−
Ｅ2）は電子線源１４から被対象物２０までの電位差を
表しており、図１に示した加速電圧Ｅである。この電位
差（Ｅ0−Ｅ2）、即ち加速電圧Ｅを制御することによ
り、図１に示すように特に上部に位置するパターン（材
質ＡまたはＢ）へのチャージアップ現象を変えて二次電
子放出効率ηを変えることができる。一方、被対象物２
０とグリット等の電圧付与手段１９との間の電位差（Ｅ
0−Ｅ1）は、被対象物面上での電位勾配αにほぼ比例す
ることになる。従って電位差（Ｅ0−Ｅ1）、即ち電位勾
配αを制御することによって、図１０に示すように特に
上部に位置するパターン（材質ＡまたはＢ）へのチャー
ジアップ現象を変えて二次電子放出効率ηを変えること
ができる。電位勾配αが正、つまり二次電子を減速させ
る場合は二次電子が放出されにくくなるため二次電子放
出効率ηは減少することになる。一方、電位勾配αが
負、つまり二次電子を加速させる場合は二次電子が放出
されやすくなるため二次電子放出効率ηは増加すること
になる。また被対象物上におけるビーム電流、又はビー
ム径、又は画像検出周波数（画像信号を読出すクロック
の周波数であり、ビーム電流密度が変わることにな
る。）、又は画像寸法（電子線ビームの走査速度を変え
ることによってビーム電流密度が変わって画像寸法が変
わることになる。）を制御することによっても、チャー
ジアップ現象を変えて検出画像信号として適正化するこ
とが出来る。By the way, as will be described later, the potential difference (E0 −
E2 ) represents the potential difference from the electron beam source 14 to the object 20 and is the acceleration voltage E shown in FIG. By controlling this potential difference (E0 −E2 ), that is, the acceleration voltage E, the charge-up phenomenon to the pattern (material A or B) located above especially is changed as shown in FIG. The efficiency η can be changed. On the other hand, the object 2
0 and a potential difference (E
0 −E1 ) is almost proportional to the potential gradient α on the surface of the object. Therefore, by controlling the potential difference (E0 −E1 ), that is, the potential gradient α, the charge-up phenomenon to the pattern (material A or B) located especially above is changed as shown in FIG. The efficiency η can be changed. When the potential gradient α is positive, that is, when the secondary electrons are decelerated, it becomes difficult for secondary electrons to be emitted, so the secondary electron emission efficiency η decreases. On the other hand, when the potential gradient α is negative, that is, when the secondary electrons are accelerated, secondary electrons are likely to be emitted, so that the secondary electron emission efficiency η increases. Further, the beam current on the object, the beam diameter, the image detection frequency (the frequency of the clock for reading the image signal, which changes the beam current density), or the image size (scanning speed of the electron beam). By changing the beam current density to change the image size.), The charge-up phenomenon can also be changed to optimize the detected image signal.
【００２９】以上説明したように被対象物のパターンの
材質および断面構造（パターンの形状（線幅および密度
も含む）や厚さおよび下部の構成材料（材質）との関係
等）に応じて、例えば２つのパラメータ（被対象物への
電子線の加速電圧Ｅおよび被対象物上の電位勾配α）を
所定の関係で制御することにより、特に上部に位置する
パターンからの二次電子放出効率ηを１に対して許容で
きる範囲内（ほぼ１）にすることにより上部に位置する
パターンに生じるチャージアップを殆どなくすように所
望の値より低減し、下部に位置する材料からの二次電子
放出効率ηを決められた範囲（例えば０．７〜１．２）
内にすることにより下部に位置する材料に対してもチャ
ージアップを出来るだけ低減し、かつ上部に位置するパ
ターンと上部に位置しないパターン間隔との間における
二次電子放出効率ηの差を出来るだけ大きくすることに
よってコントラストρが適正化することができ、その結
果特に上部に位置するパターンに対してチャージアップ
を起こさない条件で、しかも十分なコントラストを持っ
た画像をセンサ１１によって検出でき、線幅の微細化し
たパターンにおける寸法および欠陥の検査を高信頼度で
実現することができる。即ち、被対象物のパターンの材
質および断面構造（パターンの形状（線幅および密度も
含む）や厚さおよび下部の構成材料（材質）との関係
等）に応じて、様々な要因を考慮して被対象物への電子
線の加速電圧および被対象物上の電位勾配αを適正化す
ることによって線幅を微細化した半導体ウエハ等上の微
細なパターンにおける寸法および欠陥の検査を高信頼度
で実現することができる。半導体ウエハ上に形成された
チップ内においても、パターンの材質や断面構造（パタ
ーンの形状（線幅および密度も含む）や厚さおよび下部
の構成材料（材質）との関係等）が変化する場合がある
ため、２つのパラメータ（被対象物への電子線の加速電
圧Ｅおよび被対象物上の電位勾配α）を所定の関係で制
御することが必要となる。当然被対象物において、寸法
または欠陥の検査を行う表面のパターンの材質や断面構
造が変われば、２つのパラメータ（被対象物への電子線
の加速電圧Ｅおよび被対象物上の電位勾配α）を所定の
関係で制御することが必要となる。いずれにしても、被
対象物の表面のパターンについて検査をする直前までに
は、表面のパターンの材質や断面構造に適する２つのパ
ラメータ（被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび被対
象物上の電位勾配α）の条件が設定できればよい。As described above, according to the material and cross-sectional structure of the pattern of the object (the shape (including line width and density) and thickness of the pattern and the relationship with the lower constituent material (material), etc.) For example, by controlling two parameters (the acceleration voltage E of the electron beam to the target object and the potential gradient α on the target object) in a predetermined relationship, the secondary electron emission efficiency η from the pattern located above, in particular. Is within an allowable range with respect to 1 (nearly 1), the charge-up generated in the pattern located in the upper part is reduced to a desired value so as to be almost eliminated, and the secondary electron emission efficiency from the material located in the lower part is reduced. η is in a fixed range (eg 0.7 to 1.2)
By setting inside, the charge-up can be reduced as much as possible even for the material located in the lower part, and the difference in secondary electron emission efficiency η between the pattern located in the upper part and the pattern interval not located in the upper part can be made as much as possible. By increasing the contrast, the contrast ρ can be optimized, and as a result, an image with sufficient contrast can be detected by the sensor 11 under the condition that charge-up does not occur especially in the pattern located above, and the line width The inspection of dimensions and defects in the miniaturized pattern can be realized with high reliability. That is, various factors are considered according to the material and the cross-sectional structure of the pattern of the target object (the shape of the pattern (including the line width and density), the thickness, and the relationship with the constituent material (material) of the lower part). High-reliability inspection of dimensions and defects in fine patterns on semiconductor wafers whose line width is made smaller by optimizing the acceleration voltage of the electron beam to the target and the potential gradient α on the target. Can be achieved with. When the pattern material and cross-sectional structure (including the pattern shape (including line width and density) and thickness, and the relationship with the lower constituent material (material), etc.) change even in a chip formed on a semiconductor wafer Therefore, it is necessary to control the two parameters (acceleration voltage E of the electron beam to the object and potential gradient α on the object) in a predetermined relationship. Naturally, in the object, if the material or the cross-sectional structure of the surface pattern for inspecting the dimensions or defects changes, two parameters (the acceleration voltage E of the electron beam to the object and the potential gradient α on the object) Must be controlled in a predetermined relationship. In any case, until just before inspecting the surface pattern of the object, two parameters suitable for the material of the surface pattern and the cross-sectional structure (the acceleration voltage E of the electron beam to the object and the object) It suffices if the above condition of potential gradient α) can be set.
【００３０】また被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよ
び被対象物上の電位勾配αを適正化したとしても、特に
上部にあるパターンへのチャージアップ現象やチャージ
アップの緩和現象（帯電した電荷の拡散現象）を殆どな
くすことはできない。そこで、センサ１１で検出される
画像信号に基づいて上部にあるパターンについて例えば
欠陥検査を行う場合、欠陥である構造的な特徴量を抽出
するパタメータや比較判定する欠陥判定基準（検査基
準）等を、上部にあるパターンへのチャージアップ現象
やチャージアップの緩和現象（帯電した電荷の拡散現
象）を考慮して決めることによって上記上部にあるパタ
ーンへのチャージアップ現象やチャージアップの緩和現
象に基づく誤検出をなくし、線幅を微細化した半導体ウ
エハ等上の微細なパターンにおける寸法および欠陥の検
査を高信頼度で実現することができる。被対象物のパタ
ーンの材質および断面形状（線幅および密度も含む）が
変われば、上部にあるパターンへのチャージアップ現象
やチャージアップの緩和現象（帯電した電荷の拡散現
象）も変化するので、被対象物のパターンの材質および
断面形状（線幅および密度も含む）に応じて、欠陥であ
る構造的な特徴量を抽出するパタメータや比較判定する
欠陥判定基準等を選定しても良い。また上部にあるパタ
ーンへのチャージアップ現象やチャージアップの緩和現
象（帯電した電荷の拡散現象）を検出し、この検出され
た上部にあるパターンへのチャージアップ現象やチャー
ジアップの緩和現象に応じて欠陥である構造的な特徴量
を抽出するパタメータや比較判定する欠陥判定基準等を
選定しても良い。Even if the acceleration voltage E of the electron beam to the target object and the potential gradient α on the target object are optimized, the charge-up phenomenon to the upper pattern and the charge-up relaxation phenomenon (charged) The charge diffusion phenomenon) cannot be almost eliminated. Therefore, for example, when a defect inspection is performed on the upper pattern based on the image signal detected by the sensor 11, a parameter for extracting a structural feature amount of a defect, a defect determination standard (inspection standard) for comparison, and the like are used. , The error due to the charge-up phenomenon to the pattern above and the charge-up relaxation phenomenon to the above pattern and the charge-up relaxation phenomenon (charge diffusion phenomenon) By eliminating detection, it is possible to highly reliably implement inspection of dimensions and defects in a fine pattern on a semiconductor wafer having a fine line width. If the material and the cross-sectional shape (including line width and density) of the pattern of the target object change, the charge-up phenomenon to the upper pattern and the charge-up relaxation phenomenon (diffusion phenomenon of charged charge) also change, Depending on the material and cross-sectional shape (including line width and density) of the pattern of the target object, a parameter for extracting a structural characteristic amount that is a defect, a defect determination criterion for comparison, or the like may be selected. In addition, the charge-up phenomenon to the pattern on the upper side and the relaxation phenomenon of the charge-up (diffusion phenomenon of the charged charge) are detected, and the charge-up phenomenon to the pattern on the upper side and the relaxation phenomenon of the charge-up are detected. A parameter for extracting a structural feature amount that is a defect, a defect determination criterion for comparison, or the like may be selected.
【００３１】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出するシステムの第
１の実施の形態について図１３を用いて説明する。即
ち、本システムは、グランドよりの電位がＥ2である電
子線を発生させる電子線源１４と、電子ビームを走査さ
せて画像化するためのビーム偏向器１５と、電子線を被
対象物２０上に結像させる対物レンズ１８と、対物レン
ズ１８と半導体ウエハ等の被対象物２０との間に設けた
グリッドよりの電位がＥ1であるグリッド等の電位付与
手段１９と、被対象物２０を搭載し、被対象物２０をグ
ランドよりの電位をＥ0に保持可能で、ＸＹステージの
ついた試料台２１と、被対象物２０で発生した二次電子
や反射電子等の物理的変化を検出するセンサ１１と、被
対象物２０の高さを検出する高さ検出センサ１３と、被
対象物２０への電子線の加速電圧を決める各部の電位Ｅ
0，Ｅ1，Ｅ2を制御する電位制御部２３と、上記高さ検
出センサ１３被対象物２０の高さに基づいて対物レンズ
１８を制御して焦点位置制御を行う焦点位置制御部２２
と、上記センサ１１で検出された被対象物の物理的性質
を現わした波形または画像の信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換部２４と、該Ａ／Ｄ変換部２４から得ら
れるデジタル信号に対して画像処理して被対象物上のパ
ターンの寸法測定も含む検査を行う画像処理部２５と、
被対象物２０の表面断面構造を示す工程番号や被対象物
番号に対応させて例えば上記Ａ／Ｄ変換部２４から得ら
れるデジタル信号に基づいて、検査条件（例えば前記し
た２つのパラメータ（電位差（Ｅ0−Ｅ2）として与えら
れる被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび電位差（Ｅ
0−Ｅ1）としてほぼ比例する関係で与えられる被対象物
上の電位勾配α）の条件または上部にあるパターンへの
チャージアップ現象やチャージアップの緩和現象（帯電
した電荷の拡散現象）等）の適正化を行う検査条件適正
化部２７と、検査条件（例えば前記した２つのパラメー
タ（電位差（Ｅ0−Ｅ2）として与えられる被対象物への
電子線の加速電圧Ｅおよび電位差（Ｅ0−Ｅ1）としてほ
ぼ比例する関係で与えられる被対象物上の電位勾配α）
の条件または上部にあるパターンへのチャージアップ現
象やチャージアップの緩和現象（帯電した電荷の拡散現
象）等）を、被対象物２０の表面断面構造を示す工程番
号や被対象物番号を指定することによって一群の被対象
物毎に（同一の表面構造を有する被対象物毎に）記憶し
て検査条件を設定する検査条件設定部２８と、ビーム偏
向器１５を制御する走査制御部４７と、試料台２１を制
御するステージ制御部５０と、これら全体を制御する全
体制御部２６とよりなる。Next, a first embodiment of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, the present system includes an electron beam source 14 for generating an electron beam having a potential E2 with respect to the ground, a beam deflector 15 for scanning an electron beam to form an image, and an electron beam for an object 20. An objective lens 18 for forming an image on the upper surface, a potential applying unit 19 such as a grid having a potential E1 from the grid provided between the objective lens 18 and the object 20 such as a semiconductor wafer, and the object 20. Is mounted, the object 20 can be held at a potential from the ground at E0 , and the sample table 21 with an XY stage and physical changes such as secondary electrons and backscattered electrons generated in the object 20 can be controlled. The sensor 11 for detecting, the height detection sensor 13 for detecting the height of the object 20, and the potential E of each part for determining the acceleration voltage of the electron beam to the object 20.
0 , E1 , E2 potential control unit 23, and the focus position control unit 22 for controlling the focus position by controlling the objective lens 18 based on the height of the height detection sensor 13 object 20.
And an A / D converter 24 for converting a waveform or image signal representing the physical properties of the object detected by the sensor 11 into a digital signal, and a digital signal obtained from the A / D converter 24. An image processing unit 25 that performs image processing on the signal to perform an inspection including dimension measurement of a pattern on the object;
Based on a digital signal obtained from, for example, the A / D conversion unit 24 in association with the process number indicating the surface cross-sectional structure of the object 20 or the object number, the inspection condition (for example, the above-mentioned two parameters (potential difference (potential difference ( The acceleration voltage E and the potential difference (E) of the electron beam applied to the object given as E0 −E2 ).
0- E1 ) The condition of the potential gradient α) on the object, which is given in a nearly proportional relationship, or the charge-up phenomenon to the upper pattern and the charge-up relaxation phenomenon (diffusion phenomenon of the charged charge), etc.) And the inspection condition optimizing unit 27 for optimizing the inspection condition (for example, the acceleration voltage E and the potential difference (E0 ) of the electron beam to the object given as the above-mentioned two parameters (potential difference (E0 −E2 )). -E1 ) The potential gradient α on the object given in a nearly proportional relationship
Or the charge-up phenomenon to the upper pattern or the charge-up relaxation phenomenon (diffusion phenomenon of charged charges), etc. is designated by the process number or the object number indicating the surface cross-sectional structure of the object 20. As a result, an inspection condition setting unit 28 for storing and setting inspection conditions for each group of objects (for each object having the same surface structure), a scanning controller 47 for controlling the beam deflector 15, The stage controller 50 controls the sample stage 21, and the overall controller 26 controls all of them.
【００３２】このシステムのシーケンスは、図１４に示
す３つが考えられる。第１の方式は、検査時に検査条件
（例えば前記した２つのパラメータ（電位差（Ｅ0−
Ｅ2）として与えられる被対象物への電子線の加速電圧
Ｅおよび電位差（Ｅ0−Ｅ1）としてほぼ比例する関係で
与えられる被対象物上の電位勾配α）の条件等）を設定
する方式で、ステップ３１ａにおいて被対象物２０をロ
ーディングし、ステップ３２ａにおいて被対象物２０を
位置合わせした後、ステップ３３ａにおいて検査条件適
正化部２７はセンサ１１で検出される被対象物２０の物
理的性質を現わした波形または画像の信号に基づいて抽
出される二次電子放出効率ηに基づくチャージアップ現
象や電子線の複数の走査によって検出される信号の変化
に基づくチャージアップの緩和現象の関係から検査条件
の適正化を行って記憶し、ステップ３４ａにおいて検査
条件設定部２８は検査条件適正化部２７に記憶された適
正化された検査条件に対して所望の検査条件を記憶設定
し、ステップ３５ａにおいて全体制御部２６は検査条件
設定部２８において設定された所望の検査条件に基づい
て電位制御部２３により各部の電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を制
御し、電子線源１４から出射された電子ビームを対物レ
ンズ１８により被対象物２０上に結像させ、ビーム偏向
器１５で走査させ、被対象物２０で発生した二次電子や
反射電子等の物理的変化をセンサ１１で検出し、この検
出された被対象物の物理的性質を現わした波形または画
像の信号を得てこの信号に基づいて画像処理部２５にお
いて寸法または欠陥等の検査を行い、ステップ３６ａに
おいて被対象物２０をアンローディングする。Three sequences shown in FIG. 14 can be considered for this system. In the first method, an inspection condition (for example, the two parameters (potential difference (E0 −
E2 ), the acceleration voltage E of the electron beam to the object and the condition of the electric potential gradient α) on the object, which is given in a nearly proportional relationship as the potential difference (E0 −E1 ), are set. In this manner, the object 20 is loaded in step 31a, the object 20 is aligned in step 32a, and then the inspection condition optimization unit 27 physically detects the object 20 detected by the sensor 11 in step 33a. Relationship between the charge-up phenomenon based on the secondary electron emission efficiency η extracted based on the characteristic waveform or the image signal, and the charge-up relaxation phenomenon based on the change in the signal detected by multiple scanning of electron beams The inspection conditions are optimized and stored in step S34a, and in step 34a, the inspection condition setting unit 28 stores the optimized inspection conditions stored in the inspection condition optimization unit 27. A desired inspection condition is stored and set for each condition, and in step 35a, the overall control unit 26 controls the potentials E0 and E1 of the respective units by the potential control unit 23 based on the desired inspection condition set by the inspection condition setting unit 28. , E2 are controlled so that the electron beam emitted from the electron beam source 14 is imaged on the object 20 by the objective lens 18 and is scanned by the beam deflector 15, and the secondary electrons generated by the object 20 are generated. A sensor 11 detects a physical change such as a reflected electron or the like, a signal of a waveform or an image representing the detected physical property of the object is obtained, and the image processing unit 25 measures the size or the signal based on the signal. Inspection for defects and the like is performed, and the object 20 is unloaded in step 36a.
【００３３】第２の方式は、検査前に予め検査条件（例
えば前記した２つのパラメータ（電位差（Ｅ0−Ｅ2）と
して与えられる被対象物への電子線の加速電圧Ｅおよび
電位差（Ｅ0−Ｅ1）としてほぼ比例する関係で与えられ
る被対象物上の電位勾配α）を設定する方式で、予め一
群の被対象物毎に（同一の表面構造を有する被対象物毎
に）ステップ３１ｂにおいて異なる表面構造を有する各
被対象物をローディングし、ステップ３２ｂにおいて被
対象物を位置合わせした後、ステップ３３ｂにおいて検
査条件適正化部２７は同一の表面構造を有する被対象物
毎にセンサ１１で検出される被対象物２０の物理的性質
を現わした波形または画像の信号に基づいて抽出される
二次電子放出効率ηに基づくチャージアップ現象や電子
線の複数の走査によって検出される信号の変化に基づく
チャージアップの緩和現象の関係から検査条件の適正化
を行って記憶し、ステップ３６ｂにおいて各被対象物を
アンローディングする。次に実際に検査する被対象物２
０をステップ３１ｃにおいてローディングし、ステップ
３２ｃにおいて被対象物を位置合わせした後、ステップ
３４ｃにおいて検査条件設定部２８は検査条件適正化部
２７に記憶された同一の表面構造を有する被対象物毎の
適正された検査条件群から実際に検査する被対象物に対
応する所望の検査条件を選定して記憶設定し、ステップ
３５ｃにおいて全体制御部２６は検査条件設定部２８に
おいて選定して設定された所望の検査条件に基づいて電
位制御部２３により各部の電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を制御
し、電子線源１４から出射された電子ビームを対物レン
ズ１８により被対象物２０上に結像させ、ビーム偏向器
１５で走査させ、被対象物２０で発生した二次電子や反
射電子等の物理的変化をセンサ１１で検出し、この検出
された被対象物の物理的性質を現わした波形または画像
の信号を得てこの信号に基づいて画像処理部２５におい
て寸法または欠陥等の検査を行い、ステップ３６ｃにお
いて被対象物２０をアンローディングする。In the second method, before the inspection, the accelerating voltage E and the potential difference (E0 of the electron beam to the object, which are given in advance as inspection conditions (for example, the above-mentioned two parameters (potential difference (E0 −E2 ))). -E1 ) is a method of setting a potential gradient α) on the object, which is given in a substantially proportional relationship as step-E1 ), for each group of objects in advance (for each object having the same surface structure), step 31b. In step 32b, the inspection condition optimizing unit 27 uses the sensor 11 for each object having the same surface structure after loading the objects having different surface structures in step 32b and aligning the objects in step 32b. Charge-up phenomenon based on secondary electron emission efficiency η extracted based on the detected waveform or image signal representing the physical property of the target object 20 and a plurality of scanning electron beams The inspection conditions are optimized and stored based on the relation of the charge-up relaxation phenomenon based on the change in the signal detected by, and the respective objects are unloaded in step 36b.
0 is loaded in step 31c, and the object is aligned in step 32c. Then, in step 34c, the inspection condition setting unit 28 stores each object having the same surface structure stored in the inspection condition optimization unit 27. A desired inspection condition corresponding to the object to be actually inspected is selected from the optimized inspection condition group and stored and set. In step 35c, the overall control unit 26 selects and sets the desired inspection condition in the inspection condition setting unit 28. The potential control unit 23 controls the potentials E0 , E1 , and E2 of the respective parts based on the inspection conditions, and the electron beam emitted from the electron beam source 14 is imaged on the object 20 by the objective lens 18. , The beam deflector 15 scans, the sensor 11 detects physical changes such as secondary electrons and reflected electrons generated in the object 20, and the detected object is detected. It inspects such dimensions or defects in the image processing unit 25 based on this signal to obtain a signal having a waveform or image Genwa the physical properties, for unloading the subject matter 20 in step 36c.
【００３４】第３の方式は、ステップ３７ｄにおいて検
査前に被対象物の情報から理論的に或いは経験的に算出
できる二次電子放出効率ηに基づくチャージアップ現象
やチャージアップの緩和現象の関係に基づいて検査条件
（例えば前記した２つのパラメータ（電位差（Ｅ0−
Ｅ2）として与えられる被対象物への電子線の加速電圧
Ｅおよび電位差（Ｅ0−Ｅ1）としてほぼ比例する関係で
与えられる被対象物上の電位勾配α）を検査条件設定部
２８に対して記憶設定し、次に実際に検査する被対象物
２０をステップ３１ｄにおいてローディングし、ステッ
プ３２ｄにおいて被対象物を位置合わせした後、ステッ
プ３４ｄにおいて予め検査条件設定部２８に対して記憶
設定された検査条件から所望の検査条件を記憶設定し、
ステップ３５ｄにおいて全体制御部２６は設定された所
望の検査条件に基づいて電位制御部２３により各部の電
位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を制御し、電子線源１４から出射され
た電子ビームを対物レンズ１８により被対象物２０上に
結像させ、ビーム偏向器１５で走査させ、被対象物２０
で発生した二次電子や反射電子等の物理的変化をセンサ
１１で検出し、この検出された被対象物の物理的性質を
現わした波形または画像の信号を得てこの信号に基づい
て画像処理部２５において寸法または欠陥等の検査を行
い、ステップ３６ｄにおいて被対象物２０をアンローデ
ィングする。尚、ステップ３７ｄにおける検査条件設定
部２８に対する検査条件の設定は、検査の前であればロ
ーディング後であってもかまわない。The third method relates to the relation between the charge-up phenomenon and the charge-up relaxation phenomenon based on the secondary electron emission efficiency η which can be theoretically or empirically calculated from the information on the object before the inspection in step 37d. Based on the inspection condition (for example, the two parameters (potential difference (E0 −
The acceleration voltage E of the electron beam to the target object given as E2 ) and the potential gradient α on the target object given in a substantially proportional relationship as the potential difference (E0 −E1 ) are supplied to the inspection condition setting unit 28. In step 31d, the object 20 to be inspected is stored and set, and the object 20 to be inspected is loaded in step 31d. After the object is aligned in step 32d, the object is preliminarily stored and set in the inspection condition setting unit 28 in step 34d. Store and set the desired inspection conditions from the inspection conditions
In step 35d, the overall control unit 26 controls the potentials E0 , E1 , and E2 of each unit by the potential control unit 23 based on the set desired inspection conditions, and the electron beam emitted from the electron beam source 14 is used as an objective. An image is formed on the object 20 by the lens 18 and is scanned by the beam deflector 15,
The sensor 11 detects physical changes such as secondary electrons and backscattered electrons, and obtains a signal of a waveform or an image showing the detected physical properties of the object to be imaged based on this signal. The processing unit 25 inspects for dimensions or defects, and the object 20 is unloaded in Step 36d. The inspection conditions may be set in the inspection condition setting unit 28 in step 37d after the loading as long as before the inspection.
【００３５】なお、検査条件として、前記２つのパラメ
ータ以外に、被対象物上におけるビーム電流およびビー
ム径、画像検出周波数（画像信号を読出すクロックの周
波数であり、ビーム電流密度が変わることになる。）、
画像寸法（電子線ビームの走査速度を変えることによっ
てビーム電流密度が変わって画像寸法が変わることにな
る。）が考えられる。As the inspection conditions, in addition to the above two parameters, the beam current and the beam diameter on the object, the image detection frequency (the frequency of the clock for reading the image signal, and the beam current density will change). .),
The image size (by changing the scanning speed of the electron beam, the beam current density is changed and the image size is changed) is considered.
【００３６】次にこれら方式の構成要素である検査条件
の適正化と被対象物の情報よりの検査条件の設定と適正
化した検査条件の設定について説明する。即ち、図１お
よび図１０に示す関係が予め求まっておれば良い。被対
象物２０の断面構造（例えば材質Ａ，Ｂ）において、電
子線源１４と被対象物２０との間の加速電圧（Ｅ＝Ｅ0
−Ｅ2）および被対象物上の電位勾配αに比例した電位
差（Ｅ0−Ｅ1）に対する二次電子放出効率ηの関係が分
かっていれば、即ちこれらの関係テーブルが作成されて
おれば、上部パターンに対してチャージアップがある許
容範囲内で生じることなく（上部パターンからの２次電
子放出率ηが１前後の小さな許容値内で）、下部パター
ンについても出来るだけチャージアップを抑えて（下部
パターンからの２次電子放出率ηが１前後の大きな許容
値内（例えば０．７〜１．２等）で、且つ上部パターン
と下部パターンとの間において画像信号の明るさの差で
示される適正なコントラストρ（上部パターンからの二
次電子放出率ηと下部パターンからの二次電子放出率η
との差で与えられる。）を選定することができる。Next, the optimization of the inspection conditions, which is a component of these methods, the setting of the inspection conditions based on the information of the object, and the setting of the optimized inspection conditions will be described. That is, the relationship shown in FIGS. 1 and 10 may be obtained in advance. In the sectional structure of the object 20 (for example, materials A and B), the acceleration voltage (E = E0) between the electron beam source 14 and the object 20.
-E2 ) and the potential difference (E0 -E1 ) proportional to the potential gradient α on the object, the relationship between the secondary electron emission efficiency η and the potential difference (E0 −E1 ) is known, that is, if these relation tables are created. , Charge up to the upper pattern does not occur within a certain allowable range (secondary electron emission rate η from the upper pattern is within a small allowable value of around 1), and suppress the charge up to the lower pattern as much as possible. (The secondary electron emission rate η from the lower pattern is within a large allowable value of about 1 (for example, 0.7 to 1.2), and the difference in the brightness of the image signal between the upper pattern and the lower pattern is The appropriate contrast ρ shown (secondary electron emission rate η from the upper pattern and secondary electron emission rate η from the lower pattern
It is given by the difference between. ) Can be selected.
【００３７】即ち、図１１において、上部パターン（材
質Ａ）からの二次電子放出効率（実線で示す）ηと下部
パターン（材質Ｂ）からの二次電子放出効率（一点鎖線
で示す）ηとの差（コントラストρ）が大きくなる適切
な加速電圧Ｅｃを選び、次に上部パターン（材質Ａ）か
らの２次電子放出率ηが１前後の小さな許容値内に入る
ように被対象物上の電位勾配αに比例した電位差（Ｅ0
−Ｅ1）を選び、その際もし下部パターン（材質Ｂ）か
らの２次電子放出率ηが１前後の大きな許容値内に入ら
ない場合には、加速電圧Ｅｃを微調整することによっ
て、適正な検査条件を選定することができる。That is, in FIG. 11, secondary electron emission efficiency (shown by a solid line) η from the upper pattern (material A) and secondary electron emission efficiency (shown by a chain line) η from the lower pattern (material B). On the object so that the secondary electron emission rate η from the upper pattern (material A) is within a small allowable value around 1 The potential difference (E0
-E1 ) is selected, and if the secondary electron emission rate η from the lower pattern (material B) does not fall within a large permissible value of about 1, then the acceleration voltage Ec is finely adjusted to obtain a proper value. Various inspection conditions can be selected.
【００３８】また、図１２において、上部パターン（材
質Ｂ）からの二次電子放出効率（一点鎖線で示す）ηと
下部パターン（材質Ａ）からの二次電子放出効率（実線
で示す）ηとの差（コントラストρ）が大きくなる適切
な加速電圧Ｅｃを選び、次に上部パターン（材質Ｂ）か
らの２次電子放出率ηが１前後の小さな許容値内に入る
ように被対象物上の電位勾配αに比例した電位差（Ｅ0
−Ｅ1）を選び、その際下部パターン（材質Ａ）からの
２次電子放出率ηが１前後の大きな許容値内に入らない
場合には、加速電圧Ｅｃを加速電圧Ｅｄへと微調整する
ことによって、適正な検査条件を選定することができ
る。In FIG. 12, the secondary electron emission efficiency η from the upper pattern (material B) (shown by a chain line) and the secondary electron emission efficiency η from the lower pattern (material A) (shown by a solid line) η. On the object so that the secondary electron emission rate η from the upper pattern (material B) is within a small allowable value around 1 The potential difference (E0
-E1 ) is selected, and when the secondary electron emission rate η from the lower pattern (material A) does not fall within a large allowable value of around 1, finely adjust the acceleration voltage Ec to the acceleration voltage Ed. By doing so, appropriate inspection conditions can be selected.
【００３９】図１５には、検査条件適正化部２７（２７
ａ，２７ｂ）および検査条件設定部２８の一実施の形態
を示す具体的構成を示す。１３１は、ＣＰＵ、１３２は
検査条件の適正化処理プログラムを記憶したＲＯＭ、１
３３はＣ／Ｄ変換部２４から得られるデジタル画像等を
記憶する画像メモリ、１３４は各種データや検査条件の
適正化された情報や設定された検査条件等を記憶するＲ
ＡＭ、１３５はキーボードやマウス等で形成された入力
手段、１３６はディスプレイ等の表示手段、１３７はＣ
ＡＤデータ等の被対象物に関する情報を記憶する外部記
憶装置、１３８は設計システムから得られるＣＡＤデー
タ等からなる設計情報、１３９〜１４４はインターフェ
ース（Ｉ／Ｆ）回路、１４５は各々を接続するバスであ
る。In FIG. 15, the inspection condition optimization unit 27 (27
a, 27b) and an inspection condition setting unit 28 according to an embodiment. Reference numeral 131 is a CPU, 132 is a ROM storing an inspection condition optimization processing program, 1
Reference numeral 33 is an image memory for storing digital images and the like obtained from the C / D conversion unit 24, and 134 is R for storing various data, information in which inspection conditions are optimized, set inspection conditions, and the like.
AM, 135 are input means formed by a keyboard or mouse, 136 is display means such as a display, and 137 is C
An external storage device for storing information about an object such as AD data, 138 is design information including CAD data obtained from a design system, 139 to 144 are interface (I / F) circuits, and 145 is a bus connecting them. Is.
【００４０】全体制御部２６よりの指令で図１３に示す
各部を初期化し、ステージ制御部５０を制御して被対象
物２０を予め決めた又はユーザが指定した場所に移動す
る。そして全体制御部２６よりの指令で、予め決めた各
電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を電位制御部２３で設定し、その条
件により決まる焦点位置を焦点位置制御部２２で設定
し、電子線源１４より出射された電子線を、走査制御部
４７の制御に基づくビーム偏向器１５によって走査しな
がら対物レンズ１８を介して被対象物２０に照射し、セ
ンサ１１により被対象物２０で発生した二次電子や反射
電子等の物理的変化を検出して被対象物の物理的性質を
現わした波形または画像の信号を検出し、Ａ／Ｄ変換部
２４でデジタル画像信号に変換する。検査条件適正化部
２７は、Ａ／Ｄ変換部２４で変換されたデジタル画像信
号を画像メモリ１３３に記憶し、この記憶されたデジタ
ル画像信号をディスプレイ１３６に表示し、この表示さ
れたデイジタル画像信号における図２、図４、図５、図
６および図８に示すようにパターンの繰返し性がある領
域に対して上部にあるパターン（材質ＡまたはＢ）をユ
ーザが入力手段１３５等を用いて指定し、この指定に基
づいてＣＰＵ１３１は、上記検出されたデジタル画像信
号から上記パターン（材質ＡまたはＢ）の輪郭線を抽出
してパターン（材質ＡまたはＢ）の形状を、例えば外部
記憶装置（辞書）１３７等に記憶すると共に被対象物２
０上に照射される電子線の量（例えばドーズ量）も入力
手段１３５等を用いて例えばＲＡＭ１３４に記憶する。
なお、パターン（材質ＡまたはＢ）の形状については、
上記検出されたデジタル画像信号から上記パターン（材
質ＡまたはＢ）の輪郭線を抽出して求める必要はなく、
ＣＡＤデータ１３８として得られる設計情報に基づいて
領域指定を行うことができる。またＣＡＤデータ１３８
からは、特に上部パターンに関する情報（形状（線幅や
間隔等も含む）や厚さ等）が得られるので、この情報を
用いて適正な検査条件を選定することもできる。Each unit shown in FIG. 13 is initialized by a command from the overall control unit 26, and the stage control unit 50 is controlled to move the object 20 to a predetermined location or a location designated by the user. Then, in accordance with a command from the overall control unit 26, the potentials E0 , E1 , and E2 which are determined in advance are set by the potential control unit 23, and the focus position determined by the conditions is set by the focus position control unit 22. The electron beam emitted from the source 14 is irradiated onto the target object 20 through the objective lens 18 while being scanned by the beam deflector 15 under the control of the scan control unit 47, and is generated on the target object 20 by the sensor 11. A physical change such as secondary electrons or backscattered electrons is detected to detect a waveform or image signal representing the physical property of the object, and the A / D conversion unit 24 converts the signal into a digital image signal. The inspection condition optimizing unit 27 stores the digital image signal converted by the A / D converting unit 24 in the image memory 133, displays the stored digital image signal on the display 136, and displays the displayed digital image signal. 2, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. Then, based on this designation, the CPU 131 extracts the contour line of the pattern (material A or B) from the detected digital image signal to determine the shape of the pattern (material A or B), for example, in an external storage device (dictionary). ) The object 2 is stored in 137 etc.
The amount (for example, dose amount) of the electron beam irradiated onto the 0 is also stored in, for example, the RAM 134 using the input unit 135 and the like.
Regarding the shape of the pattern (material A or B),
It is not necessary to extract and obtain the contour line of the pattern (material A or B) from the detected digital image signal,
The area can be designated based on the design information obtained as the CAD data 138. CAD data 138
In particular, since information (shape (including line width, spacing, etc.), thickness, etc.) relating to the upper pattern can be obtained in particular, appropriate inspection conditions can be selected using this information.
【００４１】次に被対象物２０上において電子線が照射
されてチャージアップがなされていない新しい領域を位
置付けるために、ステージ制御部５０の制御に基づいて
試料台２１のステージを走査しながら、指定された繰り
返される各パターンの領域に対して各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ
2を例えば一定ピッチで電位制御部２３で変更制御して
電子線源１４と被対象物２０との間の加速電圧（Ｅ0−
Ｅ2）および被対象物上の電位勾配αに比例した電位差
（Ｅ0−Ｅ1）を制御し、被対象物２０上における指定さ
れた繰り返される各パターンの領域から発生した二次電
子や反射電子等の物理的変化を現わした波形または画像
の信号をセンサ１１で検出してＡ／Ｄ変換器２４でデジ
タル画像信号に変換して画像メモリ１３３に記憶すると
共に電位制御部２３で変更制御した各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ
2のデータを全体制御部２６を介して受信し、例えばＲ
ＡＭ１３４に記憶する。ＣＰＵ１３１は、上記画像メモ
リ１３３に記憶されたデジタル画像信号の中で、外部記
憶装置（辞書）１３７に記憶した（登録した）パターン
（材質ＡまたはＢ）の外形形状と一致する場所における
二次電子放出率ηと画像全体でのコントラストρ（材質
Ａと材質Ｂとによる二次電子放出率ηに対応したデジタ
ル画像信号の明るさの差で与えられる。）等の画質を計
算して例えばＲＡＭ１３４に記憶する。更にＣＰＵ１３
１は、例えばＲＡＭ１３４に記憶した画質の内、二次電
子放出率ηが１前後の小さな許容値内（上部パターンに
対してチャージアップを極力抑えた状態）で、しかも画
像コントラストρの最も高い各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を求
め、この求められた各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を適正検査条
件として検査条件記憶部（ＲＡＭ１３４または外部記憶
装置１３７）に記憶する。尚、二次電子放出効率ηは、
照射した電子線（照射電子線の量（ドーズ量）は例えば
ＲＡＭ１３４に記憶されて既知である。）に対して放出
される二次電子の割合で定義される。従って、ＣＰＵ１
３１は、パターン（材質ＡまたはＢ）の外形形状と一致
する場所においてセンサ１１から検出される放出二次電
子と相関関係を有するデジタル画像信号の強度（明る
さ）から、二次電子放出効率ηを、照射した電子線の量
に対する割合として算出することができる。このように
二次電子放出効率ηは、照射した電子線の量に対するセ
ンサ１１で検出される放出二次電子の割合として算出す
ることができる。Next, in order to locate a new area on the object 20 which has not been charged up due to the electron beam irradiation, the stage of the sample table 21 is scanned under the control of the stage controller 50 and designated. The potentials E0 , E1 , E for the regions of each repeated pattern
2 is controlled to be changed by the potential controller 23 at a constant pitch, for example, and the acceleration voltage (E0 −) between the electron beam source 14 and the object 20 is controlled.
E2 ) and the potential difference (E0 −E1 ) proportional to the potential gradient α on the object, and secondary electrons or reflections generated from the area of each specified repeated pattern on the object 20. A sensor 11 detects a waveform or an image signal representing a physical change of electrons or the like, the A / D converter 24 converts the signal into a digital image signal, stores the digital image signal in the image memory 133, and controls the change by the potential control unit 23. Each potential E0 , E1 , E
2 data is received via the overall control unit 26,
Store in AM134. The CPU 131, in the digital image signal stored in the image memory 133, has a secondary electron at a position that matches the outer shape of the (registered) pattern (material A or B) stored in the external storage device (dictionary) 137. The image quality such as the emission rate η and the contrast ρ in the entire image (given by the difference in the brightness of the digital image signal corresponding to the secondary electron emission rate η between the material A and the material B) is calculated and stored in the RAM 134, for example. Remember. Further CPU13
1 is, for example, within the image quality stored in the RAM 134, the secondary electron emission rate η is within a small allowable value of about 1 (a state in which charge-up is suppressed as much as possible with respect to the upper pattern), and each has the highest image contrast ρ. The potentials E0 , E1 , E2 are obtained, and the obtained potentials E0 , E1 , E2 are stored in the inspection condition storage unit (RAM 134 or external storage device 137) as proper inspection conditions. The secondary electron emission efficiency η is
The ratio of secondary electrons emitted to the irradiated electron beam (the amount of the irradiated electron beam (dose amount) is stored in the RAM 134 and is known) is defined. Therefore, CPU1
Reference numeral 31 denotes the secondary electron emission efficiency η from the intensity (brightness) of the digital image signal that has a correlation with the emitted secondary electrons detected by the sensor 11 at a location that matches the outer shape of the pattern (material A or B). Can be calculated as a ratio with respect to the amount of electron beam irradiated. In this way, the secondary electron emission efficiency η can be calculated as the ratio of the emitted secondary electrons detected by the sensor 11 to the amount of the irradiated electron beam.
【００４２】また画像全体におけるコントラストρは、
上部パターンについて平均化された明るさ強度（二次電
子放出効率ηが１前後の小さい許容値内）に対する下部
パターンについて平均化された明るさ強度の比率で与え
られる。即ち、画像全体におけるコントラストρは、例
えば図８（ｂ）に示すように、上部パターン（材質Ａ）
領域とその周辺領域（近傍領域：下部パターン領域）
（材質Ｂ）とにおいてセンサ１１から検出される放出二
次電子と相関関係を有するデジタル画像信号の強度（明
るさ）から、複数のパターン（材質Ａ）領域について平
均化された暗い強度（二次電子放出効率ηが１前後の小
さい許容値内）に対する複数の周辺領域（近傍領域）に
ついて平均化された明るい強度の比率で与えられる。ま
たチャージアップは、図６（ｂ）（ｃ）に示すように電
子線の走査による影響を受けるため、この点を考慮して
画像全体におけるコントラストρを算出する必要があ
る。即ち、画像全体におけるコントラストρは、複数の
上部パターン（材質Ａ）の周辺領域について平均化され
た暗い強度に対する複数の上部パターン領域（材質Ａ）
内の走査によって影響を受ける部分について平均化され
た明るい強度（二次電子放出効率ηが１前後の小さい許
容値内）の比率で与えられる。当然複数の上部パターン
領域（材質Ａ）内の走査によって影響を受けない部分に
ついてのコントラストρは、良くなるのは明らかであ
る。従って、ＣＰＵ１３１は、図８（ｂ）または図６
（ｂ）（ｃ）に示すように、パターン（材質Ａ）領域と
その周辺領域（近傍領域）とにおいてセンサ１１から検
出される放出二次電子と相関関係を有するデジタル画像
信号の強度（明るさ）から、画像全体におけるコントラ
ストρを算出することができる。The contrast ρ in the entire image is
It is given as a ratio of the brightness intensity averaged for the lower pattern to the brightness intensity averaged for the upper pattern (the secondary electron emission efficiency η is within a small allowable value around 1). That is, the contrast ρ in the entire image is, for example, as shown in FIG. 8B, the upper pattern (material A)
Area and its surrounding area (neighboring area: lower pattern area)
The dark intensity (secondary intensity) averaged for a plurality of pattern (material A) regions from the intensity (brightness) of the digital image signal that has a correlation with the secondary electron emitted from the sensor 11 in (Material B). The electron emission efficiency η is given by the ratio of the bright intensity averaged for a plurality of peripheral regions (neighboring regions) to a small allowable value around 1). Further, since the charge-up is influenced by the scanning of the electron beam as shown in FIGS. 6B and 6C, it is necessary to calculate the contrast ρ in the entire image in consideration of this point. That is, the contrast ρ in the entire image is obtained by comparing the plurality of upper pattern regions (material A) with the dark intensity averaged around the peripheral regions of the plurality of upper patterns (material A).
It is given as a ratio of bright intensities (secondary electron emission efficiency η within a small allowable value of around 1) averaged with respect to a portion affected by scanning in. As a matter of course, it is obvious that the contrast ρ of the portion in the plurality of upper pattern regions (material A) which is not affected by the scanning is improved. Therefore, the CPU 131 has a configuration shown in FIG.
As shown in (b) and (c), the intensity (brightness) of the digital image signal having a correlation with the emitted secondary electrons detected by the sensor 11 in the pattern (material A) region and its peripheral region (neighboring region). ), The contrast ρ in the entire image can be calculated.
【００４３】更に、この概念を拡張して、被対象物２０
に照射した電子線に対する反射、二次電子放出透過、リ
ーク等により対象物に蓄積しない電子線量の総合計とし
て定義すれば、二次電子以外の項が無視できない場合は
１個のセンサ１１の替りに複数のセンサを用いてこれら
を測定してその値を用いることもできる。また、最適な
検査条件の設定方法として、電子ビームをＸ方向に高速
に走査しながらＹ方向に低速で走査することで二次元画
像とした場合の画像とＹ方向に走査しながらＸ方向に低
速で走査することで二次元画像とした場合の画像を比較
し、画像の差の画像全面での和σ（和σが小さいという
ことは図６（ａ）に示すように電子線を高速に走査する
方向にチャージアップが殆ど発生しないこと（二次電子
放出効率ηがほぼ１に近いこと）を意味する。逆に和σ
が大きいということは図６（ｂ）（ｃ）に示すように電
子線を高速に走査する方向にチャージアップが発生する
ことを意味する。）と、いずれか一方の画像における上
部パターンと下部パターン（上部パターンの間隔）との
間の画像コントラストρとを計算し、画質として記憶す
ることができる。また記憶した画質の内、画像の差の画
像全面での和σが一定の許容値以下（図６（ａ）に示す
ようにチャージアップが殆ど発生しないことを意味す
る。）で、しかも画像コントラストρの最も高い各電位
Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を適正化された検査条件として記憶する
こともできる。Further, this concept is extended to the object 20
If it is defined as the total amount of electron dose that does not accumulate in the object due to reflection, secondary electron emission transmission, leakage, etc., of the electron beam irradiated on the sensor, one sensor 11 can be replaced if the terms other than secondary electrons cannot be ignored. It is also possible to measure these values using a plurality of sensors and use the value. Further, as an optimum inspection condition setting method, an electron beam is scanned at a high speed in the X direction while being scanned at a low speed in the Y direction. The images in the case of two-dimensional images are compared by scanning with, and the sum σ of the image differences over the entire image (the fact that the sum σ is small means that the electron beam is scanned at high speed as shown in FIG. 6A). It means that the charge-up hardly occurs in the direction (the secondary electron emission efficiency η is close to 1).
Is large means that charge-up occurs in the direction in which the electron beam is scanned at high speed, as shown in FIGS. ) And the image contrast ρ between the upper pattern and the lower pattern (interval between the upper patterns) in either one of the images can be calculated and stored as the image quality. In addition, among the stored image qualities, the sum σ of the image differences over the entire image is less than or equal to a certain allowable value (meaning that charge-up hardly occurs as shown in FIG. 6A), and the image contrast is high. It is also possible to store the respective potentials E0 , E1 , E2 having the highest ρ as the optimized inspection conditions.
【００４４】また、最適な検査条件の設定方法として、
複数回同一場所を電子線を走査して画像を検出して、そ
れら画像を比較し、画像の差の画像全面での和σ（和σ
が小さいということは複数回同一場所を電子線を走査し
てもチャージアップが殆ど発生しないこと（二次電子放
出効率ηがほぼ１に近いこと）を意味する。）と、いず
れか一方の画像における上部パターンと下部パターン
（上部パターンの間隔）との間との画像コントラストρ
を計算し、画質として記憶する。記憶した画質の内画像
の差の画像全面での和σが一定の許容値以下（チャージ
アップが殆ど発生しないことを意味する。）で、しかも
画像コントラストρの最も高い、又は画像全面での平均
二次電子放出効率ηの変化が最小の条件として各電位Ｅ
0，Ｅ1，Ｅ2を最適検査条件として記憶することもでき
る。尚、最適な検査条件の設定は全て自動で行う替り
に、検査条件決定に必要な情報の計算結果、又は検出画
像そのものを作業者に提示し、提示した情報より作業者
が最適検査条件を決定する方式でも同様な効果を実現で
きる。また、画質の評価パラメータ、及び最適検査条件
の選定方法は上記実施の形態に限定されるものではな
い。被対象物の情報よりの検査条件を設定する方法につ
いて説明する。予め、図１および図１０に示すような各
材質の被対象物上の加速電圧Ｅ及び被対象物上の電位勾
配αに対する二次電子放出効率ηの関係を求めて図１５
に示す検査条件適正化部２７における外部記憶装置１３
７またはＲＡＭ１３４に記憶しておけば良い。この際上
記実施の形態で説明したように、被対象物２０上におけ
る指定された繰り返される各パターンの領域から発生し
た二次電子や反射電子等の物理的変化を現わした波形ま
たは画像の信号をセンサ１１で検出してＡ／Ｄ変換器２
４でデジタル画像信号に変換して画像メモリ１３３に記
憶し、この記憶されたデジタル画像信号から二次電子放
出効率ηを算出する方法以外に、理論的解析方法を用い
て算出することもできる。As a method of setting the optimum inspection conditions,
The images are detected by scanning the electron beam at the same place multiple times, and the images are compared, and the sum σ of the differences between the images (sum σ
Is small means that charge-up hardly occurs even if the electron beam is scanned at the same place a plurality of times (secondary electron emission efficiency η is close to 1). ), And the image contrast ρ between the upper pattern and the lower pattern (spacing of the upper pattern) in either one of the images.
Is calculated and stored as the image quality. The sum σ of the differences in the stored image quality over the entire image is below a certain allowable value (meaning that charge-up hardly occurs), and the image contrast ρ is the highest, or the average over the entire image. As a condition that the change in the secondary electron emission efficiency η is the minimum, each potential E
It is also possible to store0 , E1 and E2 as optimum inspection conditions. Instead of automatically setting the optimum inspection conditions, the operator is presented with the calculation result of the information necessary to determine the inspection conditions or the detected image itself, and the operator determines the optimum inspection conditions from the presented information. The same effect can be achieved by the method. Further, the image quality evaluation parameter and the method of selecting the optimum inspection condition are not limited to those in the above embodiment. A method of setting the inspection condition based on the information of the object will be described. The relationship between the accelerating voltage E on the object of each material and the potential gradient α on the object as shown in FIG. 1 and FIG.
The external storage device 13 in the inspection condition optimization unit 27 shown in FIG.
7 or RAM134. At this time, as described in the above embodiment, a waveform or an image signal showing a physical change such as secondary electrons or backscattered electrons generated from the area of each designated and repeated pattern on the object 20. Is detected by the sensor 11 and the A / D converter 2
In addition to the method of converting into a digital image signal in 4 and storing it in the image memory 133 and calculating the secondary electron emission efficiency η from the stored digital image signal, it can be calculated using a theoretical analysis method.
【００４５】次に被対象物２０の表面構造を示す工程番
号または被対象物番号に対応させて被対象物（被検査対
象物）を構成する複数材質よりなる断面構造上の上部に
位置する材質（上部パターンの材質）と下部に位置する
材質（下部パターンの材質）との２つの材質や上部パタ
ーンの膜厚や形状、更に電子線の走査条件等を入力手段
１３５等を用いて指定する。ＣＰＵ１３１は、外部記憶
装置１３７またはＲＡＭ１３４に記憶された上記関係テ
ーブルから指定された被対象物２０の表面構造に適する
検査条件（例えば各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定し、被
対象物２０の表面構造を示す工程番号または被対象物番
号に対応させてＲＡＭ１３４等に記憶する。この検査条
件の選定は、例えば上部に位置する材質（上部パター
ン）からの電子放出効率ηがほぼ１であり、しかも下部
に位置する材質（下部パターン）からの二次電子放出率
ηが例えば０．７から１．２等の予め決めた範囲内であ
り、かつ上部に位置する材質（上部パターン）からの二
次電子放出効率ηとの差がある程度存在する条件を探
し、これに対応する各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を求めること
によって行われる。当然検査条件の選定においては、上
部パターンの膜厚や形状、更に電子線の走査条件等を考
慮する必要が有る。それは、特に上部パターンに対する
チャージアップ特性が変わって来るからである。Next, a material located at the upper part of the cross-sectional structure composed of a plurality of materials that constitute the object (object to be inspected) corresponding to the process number indicating the surface structure of the object 20 or the object number. Two materials, that is, the material of the upper pattern and the material located in the lower portion (the material of the lower pattern), the film thickness and shape of the upper pattern, the scanning conditions of the electron beam, and the like are designated using the input means 135 or the like. The CPU 131 selects an inspection condition (for example, each potential E0 , E1 , E2 ) suitable for the surface structure of the target object 20 designated from the relationship table stored in the external storage device 137 or the RAM 134, and selects the target object. It is stored in the RAM 134 or the like in association with the process number or the object number indicating the surface structure of the object 20. This inspection condition is selected such that the electron emission efficiency η from the upper material (upper pattern) is approximately 1, and the secondary electron emission rate η from the lower material (lower pattern) is 0, for example. 7 to 1.2, etc., and search for a condition in which there is a certain degree of difference with the secondary electron emission efficiency η from the material (upper pattern) located above, and the corresponding conditions This is done by finding the potentials E0 , E1 and E2 . Of course, in selecting the inspection conditions, it is necessary to consider the film thickness and shape of the upper pattern, the electron beam scanning conditions, and the like. This is because the charge-up characteristic especially for the upper pattern changes.
【００４６】次に、検査条件設定部２８における検査条
件の設定について説明する。検査条件適正化部２７にお
いて予め選定された検査条件は、ＲＡＭ１３４等に記憶
されている。従って、検査条件設定部２８において、被
対象物２０の表面構造を示す工程番号または被対象物番
号を入力手段１３５等を用いて入力することにより、Ｒ
ＡＭ１３４等から適正化された検査条件（各電位Ｅ0，
Ｅ1，Ｅ2）を読出して全体制御部２６を介して電位制御
部２３に対して設定することができる。Next, the setting of the inspection condition in the inspection condition setting unit 28 will be described. The inspection conditions preselected by the inspection condition optimization unit 27 are stored in the RAM 134 or the like. Therefore, by inputting the process number or the object number indicating the surface structure of the object 20 in the inspection condition setting unit 28 using the input means 135 or the like, R
The inspection conditions optimized from AM134 etc. (each potential E0 ,
E1 , E2 ) can be read and set to the potential control unit 23 via the overall control unit 26.
【００４７】電位制御部２３は、検査条件設定部２８に
おいて設定された検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）に
基づいて、被対象物２０に対する電位Ｅ0、被対象物上
での電位勾配αを付与するための電圧付与手段１９に対
する電位Ｅ1、電子線源１４に対する電位Ｅ2を制御す
る。（Ｅ0−Ｅ2）は電子線源１４から被対象物（試料）
２０までの電位差を表しており、図１に示した加速電圧
Ｅである。また、（Ｅ0−Ｅ1）は被対象物（試料）面上
での電位勾配αに比例している。図１２は電位勾配α
（（Ｅ0−Ｅ1）に比例する。）を変化させた場合の二次
電子放出効率ηを示している。電位勾配αが正、つまり
二次電子を減速させる場合は二次電子が放出されにくく
なるため二次電子放出効率ηは減少する。一方、電位勾
配αが負、つまり二次電子を加速させる場合は二次電子
が放出されやすくなるため二次電子放出効率ηは増加す
る。これら２つのパラメータを電位制御部２３において
所定の関係で制御することで、上部に位置する材質（上
部パターン）に対して二次電子放出率ηをほぼ１（１前
後の小さな許容値内）で上部パターンに対してチャージ
アップを極力抑えた状態にでき、上部に位置する材質
（上部パターン）と上部に位置しない材質（下部パター
ン）との画像コントラストρを適正化することができ
る。これにより、上部パターンに対してチャージアップ
を起こさない条件で、しかも十分なコントラストを持っ
た画像を検出することができる。The potential control unit 23, based on the set inspection conditions in the inspection condition setting unit 28 (the potentials E0, E1, E2), the potential E0 with respect to the object 20, on the subject matter The electric potential E1 for the voltage applying means 19 for applying the electric potential gradient α and the electric potential E2 for the electron beam source 14 are controlled. (E0 −E2 ) is an object (sample) from the electron beam source 14.
The potential difference up to 20 is shown, which is the acceleration voltage E shown in FIG. Further, (E0 −E1 ) is proportional to the potential gradient α on the surface of the object (sample). FIG. 12 shows the potential gradient α
The secondary electron emission efficiency η when ((proportional to (E0 −E1 )) is changed is shown. When the potential gradient α is positive, that is, when the secondary electrons are decelerated, it becomes difficult for secondary electrons to be emitted, so the secondary electron emission efficiency η decreases. On the other hand, when the potential gradient α is negative, that is, when the secondary electrons are accelerated, secondary electrons are likely to be emitted, so the secondary electron emission efficiency η increases. By controlling these two parameters with a predetermined relationship in the potential control unit 23, the secondary electron emission rate η is set to approximately 1 (within a small allowable value around 1) with respect to the material (upper pattern) located above. It is possible to suppress the charge-up with respect to the upper pattern as much as possible, and it is possible to optimize the image contrast ρ between the material located above (the upper pattern) and the material not located above (the lower pattern). Accordingly, it is possible to detect an image having sufficient contrast under the condition that the upper pattern is not charged up.
【００４８】また、これらにより、被対象物の断面構造
に対応させて高速で微細な欠陥や寸法を高信頼性でもっ
て検査することができ、その結果パターン線幅の微細化
したウエハの微細なパターン欠陥や寸法を製造ライン中
で検査することが可能となった。特に電子線を用いるこ
とにより、光学的には透過な酸化膜やレジスト等のパタ
ーンにおける欠陥や寸法を高信頼性でもって検査をする
ことができる。Further, these allow high-speed inspection of fine defects and dimensions with high reliability in accordance with the cross-sectional structure of the target object, and as a result, the fineness of the wafer with a fine pattern line width can be obtained. It has become possible to inspect pattern defects and dimensions in the manufacturing line. In particular, by using an electron beam, it is possible to highly reliably inspect defects and dimensions in a pattern such as an optically transparent oxide film or resist.
【００４９】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出するシステムの第
２の実施の形態について図１６を用いて説明する。即
ち、本システム（検査装置）は、電子線を発生させる電
子線源１４と、電子ビームを走査させて画像化するため
のビーム偏向器１５と、電子線を被対象物であるウエハ
２０上に結像させる対物レンズ（静電光学系）１８と、
対物レンズ１８とウエハ（被対象物）２０の間に設けた
グリッド等の電圧付与手段１９と、ウエハ２０を搭載
し、ウエハ２０を保持する試料台２１と、試料台２１を
走査したり位置決めしたりするステージ４６と、ウエハ
２０の表面から発生した二次電子を二次電子検出器１６
に集めるためのＥｘＢ（電界Ｅ（electric field）と磁
界Ｂ（magnetic field）とが付与されるもの）１７と、
高さ検出センサ１３と、高さ検出センサ１３から得られ
るウエハ表面の高さ情報に基づいて対物レンズ１８の焦
点位置を調整する焦点位置制御部２２と、ビーム偏向器
１５を制御して電子ビームの走査を実現する走査制御部
４７と、試料台２１の電位Ｅ0を調整する試料台電位調
整４９、グリッド等の電圧付与手段１９の電位Ｅ1を制
御するグリッド電位調整４８および電子線源１４の電圧
Ｅ2を制御する線源電位調整５１からなる電位制御部２
１と、二次電子検出器１６よりの信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器２４と、画像メモリ５２および画像比較手
段５３からなり、Ａ／Ｄ変換器２４でＡ／Ｄ変換された
デジタル画像を処理する画像処理部２５と、Ａ／Ｄ変換
されたデジタル画像より検査条件を適正化する検査条件
適正化部２７ａと、該検査条件適正化部２７ａで適正化
されて選定された検査条件を設定記憶する検査条件設定
部２８と、ステージ４６を制御するステージ制御部５０
と、これら全体を制御する全体制御部２６と、電子線源
１４、ビーム偏向器１５、対物レンズ（静電光学系）１
８、グリッド等の電圧付与手段１９および被対象物（試
料）であるウエハ２０等を収納した真空試料室４５とよ
りなる。Next, a second embodiment of the system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using the electron beam according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, the present system (inspection apparatus) includes an electron beam source 14 for generating an electron beam, a beam deflector 15 for scanning an electron beam to form an image, and an electron beam on a wafer 20 as an object. An objective lens (electrostatic optical system) 18 for forming an image,
Voltage applying means 19 such as a grid provided between the objective lens 18 and the wafer (object) 20, a sample table 21 on which the wafer 20 is mounted and holds the wafer 20, and the sample table 21 are scanned and positioned. The secondary electron detector 16 detects the secondary electrons generated from the surface of the wafer 20 and the rotating stage 46.
ExB (provided with an electric field E (electric field) and a magnetic field B (magnetic field)) 17 for collecting
The height detection sensor 13, the focus position control unit 22 that adjusts the focus position of the objective lens 18 based on the height information of the wafer surface obtained from the height detection sensor 13, and the beam deflector 15 to control the electron beam. Scanning control section 47 for realizing the scanning of the sample table, sample table potential adjustment 49 for adjusting the potential E0 of the sample table 21, grid potential adjustment 48 for controlling the potential E1 of the voltage applying means 19 such as a grid, and the electron beam source 14. Potential control unit 2 comprising a source potential adjustment 51 for controlling the voltage E2 of the
1, an A / D converter 24 for A / D converting the signal from the secondary electron detector 16, an image memory 52 and an image comparison means 53, and A / D converted by the A / D converter 24. An image processing unit 25 that processes a digital image, an inspection condition optimization unit 27a that optimizes the inspection condition from the A / D converted digital image, and an inspection that is optimized and selected by the inspection condition optimization unit 27a. Inspection condition setting unit 28 for setting and storing conditions, and stage control unit 50 for controlling the stage 46.
And an overall control unit 26 for controlling these, an electron beam source 14, a beam deflector 15, an objective lens (electrostatic optical system) 1
8, a voltage applying means 19 such as a grid, and a vacuum sample chamber 45 accommodating a wafer 20 which is an object (sample).
【００５０】本システムのシーケンスを図１４（ｂ）に
示す。検査前に予め検査条件を設定する方式で、予め表
面の断面構造が変化する種類毎（工程毎によって表面の
断面構造が変化する。被検査対象物の表面の断面構造
が、例えば露光現像して出来上がったレジストパターン
であったり、配線層間における上層配線と下層配線とを
接続するスルホールが形成された絶縁膜パターンであっ
たり、配線パターンであったりする。）に試料（ウエ
ハ）２０をローディングし（ステップ３１ｂ）、位置合
わせした（ステップ３２ｂ）後、検査条件適正化部２７
ａにおいて検査条件の適正化を行い（ステップ３３
ｂ）、アンローディングする（ステップ３６ｂ）。The sequence of this system is shown in FIG. By the method of setting the inspection conditions in advance before the inspection, the type of the sectional structure of the surface is changed in advance (the sectional structure of the surface changes depending on each process. The sectional structure of the surface of the inspection object is, for example, exposed and developed. A sample (wafer) 20 is loaded onto a resist pattern (a completed resist pattern), an insulating film pattern having through holes for connecting upper layer wiring and lower layer wiring between wiring layers, or a wiring pattern. After the step 31b) and the alignment (step 32b), the inspection condition optimization unit 27
In step a, the inspection conditions are optimized (step 33
b), unloading (step 36b).
【００５１】検査条件適正化部２７ａにおける検査条件
の適正化処理（ステップ３３ｂ）は、ＣＰＵ１３１から
全体制御部２６に対して指令を出して全体制御部２６よ
りの指令で各部を初期化し、ユーザが指定した場所にス
テージ４６を駆動して移動し、高さ検出センサ１３で検
出した試料（ウエハ）２０の高さに焦点が合うように対
物レンズ１８の焦点位置を焦点位置制御２２で設定す
る。ＣＰＵ１３１は、外部記憶装置１３７やＲＡＭ１３
４等に格納された予め決めたメニューを表示手段１３６
に表示し、このメニューの中から試料の表面の立体構造
（断面構造）（特に上部パターンの材質および下部パタ
ーンの材質等）に最も近いものをユーザがマウス等の入
力手段１３５等により指定することによって選定し、そ
のメニューに登録された電子線源１４の電位Ｅ2、グリ
ッド等の電圧付与手段１９の電位Ｅ1、試料台２１の電
位Ｅ0のそれぞれを、全体制御２６を介して電位制御部
２３における線源電位調整５１、グリッド電位調整４
８、試料台電位調整４８に対して設定し、全体制御２６
を介して指令してその条件により決まる焦点位置を焦点
位置制御部２２で設定し、全体制御２６を介して指令し
て電子線源１４よりの電子線を対物レンズ１８を介して
ウエハ２０に照射し、試料（ウエハ）２０の表面から発
生する二次電子をＥｘＢ１７により集めて二次電子検出
器１６より画像を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４によりデジ
タル画像信号に変換する。ＣＰＵ１３１は、Ａ／Ｄ変換
器２４から得られるデジタル画像信号を一旦画像メモリ
１３３に記憶して表示手段１３６に表示し、この表示さ
れたデジタル画像の中で、繰返し性があり、しかも上部
にあるパターンをユーザがマウス等の入力手段１３５等
を用いて指定し、そのパターンの輪郭線を抽出すること
によりパターンの形状情報を算出してＲＡＭ１３４また
は外部記憶装置１３７に記憶する。このように、繰返し
ピッチも含めてパターンの形状情報は、被検査対象物に
よって決まっている情報なので、ＣＡＤデータ１３８か
ら直接得て、ＲＡＭ１３４または外部記憶装置１３７に
記憶しても良い。従って、ＲＡＭ１３４または外部記憶
装置１３７に記憶されたパターンの形状情報に基づい
て、二次電子検出器１６より検出される画像に対して指
定することによって、上部パターンの領域か下部パター
ンの領域からの二次電子放出率ηを算出することができ
る。In the inspection condition optimization process (step 33b) in the inspection condition optimization unit 27a, the CPU 131 issues a command to the overall control unit 26 to initialize each unit by the command from the overall control unit 26, so that the user can The stage 46 is driven and moved to a designated place, and the focus position control 22 sets the focus position of the objective lens 18 so that the height of the sample (wafer) 20 detected by the height detection sensor 13 is in focus. The CPU 131 has an external storage device 137 and a RAM 13.
Display means 136 for displaying a predetermined menu stored in 4 or the like.
The user should specify the one closest to the three-dimensional structure (cross-sectional structure) of the surface of the sample (especially the material of the upper pattern and the material of the lower pattern) from this menu using the input means 135 such as a mouse. The electric potential E2 of the electron beam source 14, the electric potential E1 of the voltage applying means 19 such as a grid, and the electric potential E0 of the sample table 21 which are selected in accordance with the menu and are registered in the menu are controlled through the general control 26. Source potential adjustment 51 and grid potential adjustment 4 in the section 23
8. Set the sample table potential adjustment 48, and set the overall control 26
The focus position control unit 22 sets the focus position determined by the conditions, and the overall control 26 commands to irradiate the wafer 20 with the electron beam from the electron beam source 14 via the objective lens 18. Then, the secondary electrons generated from the surface of the sample (wafer) 20 are collected by the ExB 17, the image is detected by the secondary electron detector 16, and the digital image signal is converted by the A / D converter 24. The CPU 131 temporarily stores the digital image signal obtained from the A / D converter 24 in the image memory 133 and displays the digital image signal on the display unit 136. In the displayed digital image, the digital image signal is repetitive and is located on the upper side. The user specifies the pattern by using the input means 135 such as a mouse, and the contour information of the pattern is extracted to calculate the shape information of the pattern and store it in the RAM 134 or the external storage device 137. As described above, since the pattern shape information including the repeating pitch is information determined by the object to be inspected, it may be directly obtained from the CAD data 138 and stored in the RAM 134 or the external storage device 137. Therefore, by designating the image detected by the secondary electron detector 16 based on the shape information of the pattern stored in the RAM 134 or the external storage device 137, the area from the upper pattern area or the lower pattern area can be changed. The secondary electron emission rate η can be calculated.
【００５２】次に、ＣＰＵ１３１からの指令により、ウ
エハ上において電子線が照射される領域をチャージアッ
プが生じていない新たな表面領域にするために、全体制
御部２６を介してステージ制御部５０を駆動制御して試
料台２１を設置したステージ４６を走査しながら、全体
制御部２６を介して電位制御部２３を制御して各電位Ｅ
0，Ｅ1，Ｅ2を所定のピッチで変更し、全体制御２６を
介して指令してその条件により決まる焦点位置オフセッ
トを焦点位置制御部２２に設定し、全体制御２６を介し
て指令して電子線源１４よりの電子線を対物レンズ１８
を介してウエハ２０に照射し、各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の
変更に応じてウエハ２０上の繰り返される上部パターン
および下部パターンの表面領域から発生する二次電子を
ＥｘＢ１７により集めて二次電子検出器１６より画像を
検出し、Ａ／Ｄ変換器２４によりデジタル画像信号に変
換する。ＣＰＵ１３１は、Ａ／Ｄ変換器２４により得ら
れる各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じてウエハ２０上
の繰り返される上部パターンおよび下部パターンの表面
領域からのデジタル画像を画像メモリ１３３に記憶し、
この記憶された各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じたデ
ジタル画像の中で、ＲＡＭ１３４または外部記憶装置１
３７に記憶したパターンの形状情報に基づいて上部パタ
ーンの領域か下部パターンの領域かを指定することによ
って、各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じた上部パター
ンの領域および下部パターンの領域における二次電子放
出率ηと、画像全体でのコントラストρ（上部パターン
の領域における二次電子放出率ηと下部パターンの領域
における二次電子放出率ηとの差で現わされる。）等の
画質を計算し、外部記憶装置１３７等に記憶する。ＣＰ
Ｕ１３１は、図１１および図１２に示すように、外部記
憶装置１３７等に記憶した画質の内、上部パターンから
の二次電子放出率ηが１前後の小さな（ほぼ１に近似さ
れる）許容値内（上部パターンへのチャージアップを殆
どなくした状態）で、しかも下部パターンからの二次電
子放出率ηが１前後の大きな許容値内（下部パターンへ
のチャージアップを出来るだけ少なくし）で、且つ適正
な画像コントラストρが得られる各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2
を求め、被検査対象物における表面の断面構造が変化す
る種類（工程別も含む）に対応させて検査条件（各電位
Ｅ0,E1，Ｅ2）として外部記憶装置１３７等に記憶す
る。なお、画像検出時には、焦点位置制御部２２は、高
さ検出センサ１３の出力に焦点位置オフセットを加算し
た焦点位置に追従制御させるものとする。またＣＰＵ１
３１は、画像処理部２５における例えば画像比較手段５
３から得られる実際に検査された欠陥情報（特に誤検出
情報）または画像比較手段５３における検査判定基準
（欠陥判定基準）に基づいて、上部パターンからの二次
電子放出率ηに対して設定される１前後の小さな許容値
や下部パターンからの二次電子放出率ηに対して設定さ
れる１前後の大きな許容値等をキャリブレーション（調
整）することによって、検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ
2）を修正し、検査条件設定部２８において検査条件
（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を設定しなおして画像処理部
２５における実際の検査において誤検出を防止すること
ができる。上記二次電子放出率ηに対する許容値は、画
像比較手段５３における検査判定基準（欠陥判定基準）
と関係するからである。勿論、ＣＰＵ１３１は、画像処
理部２５における例えば画像比較手段５３から得られる
実際に検査された欠陥情報（特に誤検出情報）について
の被検査対象物の表面断面構造と対応させた履歴に基づ
いて、直接検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）をキャリ
ブレーションすることも可能である。またＣＰＵ１３１
は、上部パターンからの二次電子放出率ηを算出する
際、またはこの二次電子放出率ηに対して１前後の小さ
な許容値を設定する際、ＣＡＤデータ１３８から得られ
る上部パターンの形状（線幅や間隔も含む）や厚さ等の
情報に基づいて調整することによって、より適切な検査
条件を選定することができる。Next, in response to a command from the CPU 131, the stage controller 50 is controlled via the overall controller 26 in order to make the area of the wafer irradiated with the electron beam a new surface area in which charge-up has not occurred. Each potential E is controlled by controlling the potential control unit 23 via the overall control unit 26 while drivingly controlling and scanning the stage 46 on which the sample stage 21 is installed.
0 , E1 and E2 are changed at a predetermined pitch, a command is issued via the overall control 26, a focus position offset determined by the condition is set in the focus position control unit 22, and a command is issued via the overall control 26. The electron beam from the electron beam source 14 is used for the objective lens 18
Irradiating the wafer 20 through the respective potentials E0, E1, two collected by the secondary electrons generated from the surface region of the upper pattern and the lower pattern is repeated on the wafer 20 ExB17 in response to a change in E2 An image is detected by the secondary electron detector 16 and converted into a digital image signal by the A / D converter 24. The CPU 131 stores, in the image memory 133, digital images from the surface areas of the upper pattern and the lower pattern that are repeated on the wafer 20 according to the changes of the respective potentials E0 , E1 , and E2 obtained by the A / D converter 24. Remember
In the stored digital image according to the change of the respective potentials E0 , E1 , E2 , the RAM 134 or the external storage device 1
By designating the area of the upper pattern or the area of the lower pattern based on the shape information of the pattern stored in 37, the area of the upper pattern and the area of the lower pattern according to the change of each potential E0 , E1 , E2 . The secondary electron emission rate η in the area and the contrast ρ in the entire image (expressed by the difference between the secondary electron emission rate η in the upper pattern area and the secondary electron emission rate η in the lower pattern area). And the like are calculated and stored in the external storage device 137 or the like. CP
As shown in FIGS. 11 and 12, U131 is a small permissible value in which the secondary electron emission rate η from the upper pattern is about 1 (approximate to 1) in the image quality stored in the external storage device 137 or the like. Within (with almost no charge-up to the upper pattern), and within a large allowable value of the secondary electron emission rate η from the lower pattern of about 1 (minimize charge-up to the lower pattern), In addition, the respective electric potentials E0 , E1 , E2 at which an appropriate image contrast ρ can be obtained.
Are stored in the external storage device 137 or the like as inspection conditions (potentials E0 , E1 , and E2 ) corresponding to the type (including process) in which the cross-sectional structure of the surface of the inspection object changes. In addition, at the time of image detection, the focus position control unit 22 controls to follow the focus position obtained by adding the focus position offset to the output of the height detection sensor 13. Also CPU1
31 is, for example, the image comparison means 5 in the image processing unit 25.
The secondary electron emission rate η from the upper pattern is set based on the actually inspected defect information (particularly erroneous detection information) obtained from No. 3 or the inspection determination standard (defect determination standard) in the image comparison means 53. By calibrating (adjusting) a small allowable value of around 1 or a large allowable value of around 1 set for the secondary electron emission rate η from the lower pattern, the inspection condition (each potential E0 , E1 , E
2 ) is corrected, and the inspection condition setting unit 28 resets the inspection condition (potentials E0 , E1 , E2 ) to prevent erroneous detection in the actual inspection in the image processing unit 25. The allowable value for the secondary electron emission rate η is the inspection determination standard (defect determination standard) in the image comparison unit 53.
Because it is related to. Of course, the CPU 131, based on the history of the actually inspected defect information (especially false detection information) obtained from, for example, the image comparison unit 53 in the image processing unit 25, based on the history corresponding to the surface sectional structure of the inspection object It is also possible to directly calibrate the inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ). CPU 131
Is the shape of the upper pattern obtained from the CAD data 138 when calculating the secondary electron emission rate η from the upper pattern or when setting a small allowable value of about 1 for this secondary electron emission rate η ( More appropriate inspection conditions can be selected by making adjustments based on information such as line width and spacing) and thickness.
【００５３】次に実際に検査する被検査対象物（ウエ
ハ）２０に対する検査処理について説明する。まず実際
に検査する被検査対象物（ウエハ）２０をローディング
する前に、検査条件設定部２８において、実際に検査す
る被検査対象物における表面の断面構造が変化する種類
（工程別も含む）を入力手段１３５等を用いて入力する
ことによって、外部記憶装置１３７等に記憶された実際
に検査する被検査対象物に対応する検査条件（各電位Ｅ
0，Ｅ1，Ｅ2）を選定して、ＲＡＭ１３４等に設定記憶
する。次に全体制御部２６の指令に基づいて、実際に検
査する被検査対象物（ウエハ）２０をローディングし
（ステップ３１ｃ）、位置合わせした（ステップ３２
ｃ）後、予め検査条件設定部２８のＲＡＭ１３４等に設
定記憶されている被検査対象物の種類（ウエハの品種と
工程）に対応する検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）に
従って電位制御部２３を構成する線源電位調整５１とグ
リッド電位調整４８と試料台電位調整４８を制御して各
電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2のそれぞれが得（ステップ３４
ｃ）、その条件により決まる焦点位置オフセットを焦点
位置制御部２２で設定する。設定後、全体制御部２６の
指令に基づいて、ステージ制御部５０の制御によりステ
ージ４６を一定速度でＹ方向に駆動走行しながら、走査
制御部４７の制御によりビーム偏向器１５を用いて電子
線源１４よりの電子ビームをＸ方向に走査し、被検査対
象物２０の表面から得られる二次電子をＥｘＢ１７で二
次電子検出器１６に集めて二次電子検出器１６により連
続して二次元の二次電子画像を検出し、Ａ／Ｄ変換器２
４において二次元のデジタル二次電子画像信号に変換し
て画像処理部２５における画像メモリ５２に記憶する。
検出した二次元のデジタル二次電子画像信号と画像メモ
リ５２に記憶した二次元のデジタル二次電子画像信号の
内、本来同一パターンであることが期待される例えばチ
ップ毎の画像信号同士を画像比較手段５３で比較して異
なる部分を欠陥として検出し、画像処理部２５内または
全体制御部２６のメモリに欠陥が生じた位置座標も含め
て欠陥に関する情報を記憶する（ステップ３５ｃ）。検
査すべき場所全て検査を完了したら、被検査対象物２０
を試料台２１からアンローディングする（ステップ３６
ｃ）。Next, the inspection process for the inspection object (wafer) 20 to be actually inspected will be described. First, before loading the inspected object (wafer) 20 to be actually inspected, the inspection condition setting unit 28 determines the type (including process) in which the sectional structure of the surface of the inspected object to be actually inspected changes. By inputting using the input means 135 or the like, the inspection condition (each potential E) corresponding to the actually inspected object stored in the external storage device 137 or the like is inspected.
0 , E1 , E2 ) are selected and set and stored in the RAM 134 or the like. Next, based on a command from the overall control unit 26, an object to be inspected (wafer) 20 to be actually inspected is loaded (step 31c) and aligned (step 32).
c) After that, according to the inspection conditions (each potential E0 , E1 , E2 ) corresponding to the type of the inspection object (wafer type and process) preset and stored in the RAM 134 or the like of the inspection condition setting unit 28. Each of the potentials E0 , E1 , and E2 is obtained by controlling the source potential adjustment 51, the grid potential adjustment 48, and the sample stage potential adjustment 48 that configure the potential control unit 23 (step 34).
c) The focus position control unit 22 sets the focus position offset determined by the condition. After setting, the stage controller 50 controls the stage 46 to drive and move the stage 46 in the Y direction at a constant speed based on a command from the overall controller 26, while the scanning controller 47 controls the beam deflector 15 to use the electron beam. The electron beam from the source 14 is scanned in the X direction, and the secondary electrons obtained from the surface of the object 20 to be inspected are collected by the secondary electron detector 16 by ExB17 and are continuously two-dimensionally by the secondary electron detector 16. Secondary electron image of the A / D converter 2
In step 4, it is converted into a two-dimensional digital secondary electronic image signal and stored in the image memory 52 in the image processing section 25.
Of the detected two-dimensional digital secondary electron image signal and the two-dimensional digital secondary electron image signal stored in the image memory 52, the image pattern of each chip, which is expected to be originally the same pattern, is compared with each other. The means 53 compares and detects a different portion as a defect, and stores information about the defect including the position coordinates of the defect in the image processing unit 25 or the memory of the overall control unit 26 (step 35c). Places to be inspected Once the inspection is completed, the inspected object 20
Is unloaded from the sample table 21 (step 36).
c).
【００５４】次に、前記した検査条件適正化部２７ａに
おける検査条件の適正化処理と異なる変形例について説
明する。即ち、本実施の形態における第１の変形例は、
ＣＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次
電子放出率ηを計算する代わりに、予め辞書に登録して
指定した範囲の平均二次電子放出率ηを計算する。即
ち、ＣＰＵ１３１は、各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応
じた上部パターンの領域および下部パターンの領域にお
ける二次電子放出率ηから、予め外部記憶装置（辞書）
１３７等に登録して指定した範囲（繰り返される上部パ
ターンの領域と下部パターンの領域とが複数繰り返す範
囲）についての平均二次電子放出率ηを計算する。そし
てＣＰＵ１３１は、この計算された平均二次電子放出率
ηが１前後の小さい許容値（ほぼ１に近似される値）内
になる検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定する。
これによって、多少コントラストρは低下することにな
るが、被検査対象物の表面上に平均的にチャージアップ
が起こらないため長時間安定な検査を行うことができ
る。Next, a modified example different from the inspection condition optimization process in the inspection condition optimization unit 27a will be described. That is, the first modified example of the present embodiment is
Instead of the CPU 131 calculating the secondary electron emission rate η of the designated location by registering it in the dictionary in advance, the average secondary electron emission rate η of the range registered in advance and designated by the dictionary is calculated. That is, the CPU 131 uses the secondary electron emission rate η in the upper pattern region and the lower pattern region according to the change of the respective potentials E0 , E1 , E2 from the external storage device (dictionary) in advance.
The average secondary electron emission rate η is calculated for a specified range (a range in which a region of the upper pattern and a region of the lower pattern are repeated) registered in 137 or the like. Then, the CPU 131 selects the inspection condition (each potential E0 , E1 , E2 ) within which the calculated average secondary electron emission rate η is within a small allowable value around 1 (a value approximate to1 ). To do.
As a result, the contrast ρ is somewhat lowered, but since charge-up does not occur evenly on the surface of the inspection object, stable inspection can be performed for a long time.
【００５５】本実施の形態における第２の変形例は、Ｃ
ＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次電
子放出率ηの計算に加え、予め辞書に登録して指定した
範囲の平均二次電子放出率ηを計算し、これらの加重平
均が１に近い検査条件を選定する。即ち、ＣＰＵ１３１
は、各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じた上部パターン
の領域からの二次電子放出率ηと上記ある範囲に亘る平
均二次電子放出率ηとを計算し、これらの加重平均が１
に近い検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定する。
これにより上部パターンのチャージアップと平均的なチ
ャージアップを最適化でき、長時間探偵な検査をするこ
とができる。The second modification of the present embodiment is C
In addition to the calculation of the secondary electron emission rate η of the place where the PU 131 is registered in the dictionary in advance and designated, the average secondary electron emission rate η of the range registered in the dictionary and designated in advance is calculated. Select inspection conditions close to. That is, the CPU 131
Is calculated by calculating the secondary electron emission rate η from the upper pattern region and the average secondary electron emission rate η over a certain range according to the change of each potential E0 , E1 , E2. Average is 1
The inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) close to are selected.
As a result, the charge-up of the upper pattern and the average charge-up can be optimized, and a long-time detective inspection can be performed.
【００５６】本実施の形態における第３の変形例は、Ｃ
ＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次電
子放出率ηを計算する代わりに、作業者が指定した場所
の二次電子放出率ηを計算する。即ち、ＣＰＵ１３１か
らの指令により、ウエハ上において電子線が照射される
領域をチャージアップが生じていない新たな表面領域に
するために、全体制御部２６を介してステージ制御部５
０を駆動制御して試料台２１を設置したステージ４６を
走査しながら、全体制御部２６を介して電位制御部２３
を制御して各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を所定のピッチで変更
し、全体制御２６を介して指令してその条件により決ま
る焦点位置オフセットを焦点位置制御部２２に設定し、
全体制御２６を介して指令して電子線源１４よりの電子
線を対物レンズ１８を介してウエハ２０に照射し、各電
位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じてウエハ２０上の繰り返
される上部パターンおよび下部パターンの表面領域から
発生する二次電子をＥｘＢ１７により集めて二次電子検
出器１６より画像を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４によりデ
ジタル画像信号に変換し、ＣＰＵ１３１は、Ａ／Ｄ変換
器２４により得られる各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応
じてウエハ２０上の繰り返される上部パターンおよび下
部パターンの表面領域からのデジタル画像を画像メモリ
１３３に記憶し、これら各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に
応じたデジタル画像を表示手段１３６の画面に表示し、
この表示された各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じたデ
ジタル画像に対して二次電子放出率ηを計算する箇所
（領域）を入力手段１３５等を用いて指定することによ
り、この指定された箇所（領域）において二次電子放出
率ηやコントラストρを計算することができる。これに
より辞書登録の必要性が無く、必ずしも繰り返し性のな
いパターンであっても検査条件の選定ができる。また各
電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2を入力手段１３５等を用いてクリッ
プしながら、表示手段１３６の画面に表示された各電位
Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2の変更に応じたデジタル画像を観察しな
がら、二次電子放出率ηやコントラストρを計算するこ
となく直接上部パターンにチャージアップが見られず、
しかも適正なコントラストρを有する検査条件（各電位
Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定して外部記憶装置１３７等に被
検査対象物の種類（表面の断面構造）に対応させて記憶
することができる。またＣＰＵ１３１が二次電子放出率
ηやコントラストρを計算することによって検査条件
（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）の適正化をはかった場合、そ
の適正化されたデジタル画像を表示手段１３６の画面に
表示することによって、検査条件の適正化を確認するこ
とができる。The third modified example of the present embodiment is C
Instead of calculating the secondary electron emission rate η of the location designated by the PU 131 by registering it in the dictionary in advance, the secondary electron emission rate η of the location designated by the operator is calculated. That is, in response to a command from the CPU 131, the stage control unit 5 is controlled via the overall control unit 26 in order to make a region on the wafer irradiated with the electron beam a new surface region in which charge-up has not occurred.
While controlling the drive of 0 to scan the stage 46 on which the sample stage 21 is installed, the potential control unit 23 is passed through the overall control unit 26.
Is controlled by changing the respective potentials E0 , E1 , E2 at a predetermined pitch, and a command is issued via the overall control 26 to set a focus position offset determined by the condition in the focus position control unit 22.
A command is issued via the overall control 26 to irradiate the wafer 20 with an electron beam from the electron beam source 14 via the objective lens 18, and the electron beam from the electron beam source 14 is repeated on the wafer 20 in response to changes in the respective potentials E0 , E1 , E2. Secondary electrons generated from the surface regions of the upper pattern and the lower pattern are collected by the ExB 17 to detect an image by the secondary electron detector 16, and converted into a digital image signal by the A / D converter 24. The digital images from the surface regions of the upper pattern and the lower pattern which are repeated on the wafer 20 according to the changes of the respective potentials E0 , E1 , E2 obtained by the / D converter 24 are stored in the image memory 133, and these are stored. A digital image corresponding to the change of each potential E0 , E1 , E2 is displayed on the screen of the display unit 136,
By designating the place (area) for calculating the secondary electron emission rate η for the digital image corresponding to the change of each of the displayed potentials E0 , E1 , E2 by using the input means 135 or the like, The secondary electron emission rate η and the contrast ρ can be calculated at the designated place (region). As a result, there is no need to register in the dictionary, and the inspection condition can be selected even if the pattern is not necessarily repeatable. Also, while clipping the respective potentials E0 , E1 , E2 using the input means 135 or the like, a digital image corresponding to the change of the respective potentials E0 , E1 , E2 displayed on the screen of the display means 136 is displayed. While observing, charge-up was not seen directly in the upper pattern without calculating the secondary electron emission rate η and contrast ρ,
Moreover, the inspection condition (each potential E0 , E1 , E2 ) having an appropriate contrast ρ is selected and stored in the external storage device 137 or the like in association with the type of the inspection object (cross-sectional structure of the surface). You can Further, when the CPU 131 optimizes the inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) by calculating the secondary electron emission rate η and the contrast ρ, the optimized digital image is displayed on the display unit 136. By displaying on the screen of, it is possible to confirm the optimization of the inspection conditions.
【００５７】本実施の形態における第４の変形例は、Ｃ
ＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次電
子放出率ηを計算する代わりに、画像全体又は作業者が
指定した範囲内の平均二次電子放出率ηを計算する。こ
れにより辞書登録の必要性が無く、必ずしも繰り返し性
のないパターンであっても検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，
Ｅ2）の選定ができ、平均的にチャージアップが起こら
ないため長時間安定な検査を実現することができる。本
実施の形態における第５の変形例は、ＣＰＵ１３１が予
め辞書に登録して指定した場所の二次電子放出率ηを計
算する代わりに、複数の走査方法（図６（ｂ）（ｃ）に
示す如く走査方向を変えたり、同じ箇所を続けて複数走
査したりする方法）で二次電子等によるデジタル画像を
検出し、それら一致度（デジタル画像の差がない程度）
を計算し、その一致度が高い検査条件（各電位Ｅ0，
Ｅ1，Ｅ２）を選定する。即ち、被検査対象物の表面に
おいてチャージアップが生じている場合には、チャージ
アップの緩和現象があるとしても、比較的短時間の間に
電子線を複数走査することによってチャージアップの現
象に変化が生じる筈である。従って、検出されるデジタ
ル画像の間に変化が見られない（一致度が高い）場合に
は、被検査対象物の表面においてチャージアップが生じ
ていないことを示す。またコントラストρについては、
検出できるデジタル画像から算出することができる。こ
れによれば登録辞書や作業者の指定なく検査条件の選定
ができる。なお、検出されるデジタル画像の間の差（変
化）によって、逆に被検査対象物の表面にチャージアッ
プする現象を把握することができる。The fourth modified example of the present embodiment is C
Instead of calculating the secondary electron emission rate η of the place designated by the PU 131 by previously registering it in the dictionary, the average secondary electron emission rate η of the entire image or within the range designated by the operator is calculated. As a result, there is no need to register in the dictionary, and even if the pattern is not always repeatable, the inspection condition (each potential E0 , E1 ,
E2 ) can be selected and charge-up does not occur on average, so stable inspection for a long time can be realized. In the fifth modified example of the present embodiment, instead of the CPU 131 calculating the secondary electron emission rate η of the location registered in advance in the dictionary and designated, a plurality of scanning methods (FIGS. 6B and 6C) are used. As shown in the figure, the scanning direction is changed, or the same position is continuously scanned multiple times) to detect digital images by secondary electrons, etc., and the degree of coincidence (there is no difference between the digital images)
Is calculated, and the inspection conditions (the respective potentials E0 , E0 ,
E1 , E2 ) are selected. That is, when charge-up occurs on the surface of the object to be inspected, even if there is a charge-up relaxation phenomenon, the charge-up phenomenon is changed by scanning a plurality of electron beams in a relatively short time. Should occur. Therefore, when no change is found between the detected digital images (the degree of coincidence is high), it indicates that charge-up does not occur on the surface of the inspection object. For contrast ρ,
It can be calculated from a detectable digital image. According to this, the inspection condition can be selected without specifying the registered dictionary or the operator. In addition, it is possible to grasp the phenomenon that the surface of the object to be inspected is charged up by the difference (change) between the detected digital images.
【００５８】本実施の形態における第６の変形例は、Ｃ
ＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次電
子放出率ηを計算する代わりに、辞書に被検査対象物上
において走査方向を１８０度変えても同一なデジタル画
像信号として検出できるパターンを登録しておき、該パ
ターンの位置を指定することによって全体制御部２６を
介して図１７に示すように該パターン１７１が照射され
る電子線１７２が位置合わせされ、その後該パターン１
７１に対して電子線の走査方向を１８０度変えて電子線
１７２を１７３および１７４により往復走査し、一方の
走査線から得られるデジタル画像信号を１８０度鏡面対
称に反転させてこの反転したデジタル画像信号と他方の
走査線から得られるデジタル画像信号とを比較してその
一致度を計算し、その一致度が高く、しかも検出される
デジタル画像に基づいて算出されるコントラストρが適
正な検査条件（各電位Ｅ０，Ｅ1，Ｅ2）を選定する。な
お、パターン１７１にチャージアップが生じた場合に
は、往復の各走査線１７３および１７４においてデジタ
ル画像としてパターン１７１における走査線の下流側に
尾１７５を引いたようなものが現われる。従って、一方
の走査線から得られるデジタル画像信号を１８０度反転
したデジタル画像信号と他方の走査線から得られるデジ
タル画像信号とを比較することによって、パターン１７
１にチャージアップが生じた場合には、パターン１７１
の両側において尾１７５が不一致（差）として現われる
ことになる。パターン１７１にチャージアップが生じな
い場合には、往復の各走査線１７３および１７４におい
てデジタル画像としてパターン１７１における走査線の
下流側に尾１７５が発生しなくなり、一致度が高くな
る。即ち、パターン１７１にチャージアップが生じない
検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定することがで
きる。この変形例によれば被検査対象物の断面構造の情
報なしに適正な検査条件の選定が可能となる。なお、一
方の走査線から得られるデジタル画像信号を１８０度反
転したデジタル画像信号と他方の走査線から得られるデ
ジタル画像信号とを比較することによって、パターン１
７１の両側において不一致（差）として現われる尾１７
５を検出することによって、パターン１７１に生じたチ
ャージアップ現象を把握することが出来る。The sixth modification of the present embodiment is C
Instead of the PU 131 registering in the dictionary in advance and calculating the secondary electron emission rate η at the designated location, the dictionary has a pattern that can be detected as the same digital image signal even if the scanning direction is changed by 180 degrees on the inspection object. By registering and designating the position of the pattern, the electron beam 172 with which the pattern 171 is irradiated is aligned through the overall control unit 26 as shown in FIG.
The scanning direction of the electron beam is changed by 180 degrees with respect to 71, the electron beam 172 is reciprocally scanned by 173 and 174, the digital image signal obtained from one scanning line is inverted 180 degrees in mirror symmetry, and the inverted digital image is obtained. The signal and the digital image signal obtained from the other scanning line are compared to calculate the degree of coincidence, the degree of coincidence is high, and the contrast ρ calculated based on the detected digital image is an appropriate inspection condition ( Each potential E0 , E1 , E2 ) is selected. When charge-up occurs in the pattern 171, a reciprocating scan line 173 and 174 appears as a digital image with a tail 175 drawn downstream of the scan line in the pattern 171. Therefore, by comparing the digital image signal obtained by inverting the digital image signal obtained from one scanning line by 180 degrees and the digital image signal obtained from the other scanning line, the pattern 17
If the charge-up occurs in the pattern 1, the pattern 171
175 will appear as a mismatch (difference) on both sides of. When the pattern 171 is not charged up, the tail 175 does not occur on the downstream side of the scanning line in the pattern 171 as a digital image in each of the reciprocating scanning lines 173 and 174, and the degree of coincidence becomes high. That is, it is possible to select inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) at which charge-up does not occur in the pattern 171. According to this modification, it is possible to select appropriate inspection conditions without information on the sectional structure of the inspection object. The pattern 1 is obtained by comparing the digital image signal obtained by inverting the digital image signal obtained from one scanning line by 180 degrees and the digital image signal obtained from the other scanning line.
Tail 17 appearing as disagreement (difference) on both sides of 71
By detecting 5, the charge-up phenomenon occurring in the pattern 171 can be grasped.
【００５９】本実施の形態における第７の変形例は、Ｃ
ＰＵ１３１が予め辞書に登録して指定した場所の二次電
子放出率ηを計算する代わりに、図９に示すように被検
査対象物上のある領域について電子線を複数回走査して
それぞれにおけるデジタル画像を検出し、例えば１回目
の検出デジタル画像と複数回目の検出デジタル画像とを
比較してその一致度を計算し、その一致度が高く、しか
も検出されるデジタル画像に基づいて算出されるコント
ラストρが適正な検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を
選定する。即ち上部パターンにチャージアップが生じて
いれば、例えば１回目の検出デジタル画像と複数回目の
検出デジタル画像との間の差が大きくなる。逆に上部パ
ターンにチャージアップが生じていなければ、例えば１
回目の検出デジタル画像と複数回目の検出デジタル画像
との間の差が殆どなく、一致度が高くなる。従って、上
部パターンにチャージアップが生じない検査条件（各電
位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定することができる。逆にを比
較のこの変形例によれば被検査対象物の表面断面構造の
情報無しに適正な検査条件を選定することができる。The seventh modification of the present embodiment is C
Instead of the PU 131 calculating the secondary electron emission rate η of the designated location by registering it in the dictionary in advance, as shown in FIG. An image is detected, for example, the first detected digital image and a plurality of detected digital images are compared to calculate the degree of coincidence, and the degree of coincidence is high, and the contrast calculated based on the detected digital image. The inspection condition (potentials E0 , E1 , E2 ) where ρ is appropriate is selected. That is, if the upper pattern is charged up, for example, the difference between the first detected digital image and the plurality of detected digital images becomes large. On the contrary, if charge-up does not occur in the upper pattern, for example, 1
There is almost no difference between the detected digital image of the second time and the detected digital images of the plurality of times, and the degree of coincidence is high. Therefore, it is possible to select inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) that do not cause charge-up in the upper pattern. On the contrary, according to this modified example of comparison, it is possible to select an appropriate inspection condition without information on the surface sectional structure of the inspection object.
【００６０】本実施の形態における第８の変形例は、自
動で検査条件を選定する代わりに、ＣＰＵ１３１は指定
した場所の二次電子放出率η、複数の走査方法で検出し
たデジタル画像の一致度、デジタル画像のコントラスト
等の画質評価パラメータを表示手段１３６に表示する等
して作業者に提示して検査条件を選定してもらう。本変
形例によれば単純な構成で適正な検査条件の選定ができ
る。本実施の形態における第９の変形例は、自動で検査
条件を選定する代わりに、ＣＰＵ１３１は、変更される
各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2に対応させて検出されたデジタル
画像を表示手段１３６に表示するなどして作業者に提示
し、観察されるデジタル画像に基づいて適正な検査条件
（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定してもらう。本変形例
によれば、被検査対象物の表面断面構造の情報無しに、
しかも単純な構成で検査条件の選定を行うことができ
る。また、以上説明した複数の変形例を適用して適正な
検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を選定してもよいこ
とは明らかである。In the eighth modified example of the present embodiment, instead of automatically selecting the inspection condition, the CPU 131 causes the secondary electron emission rate η at a designated place and the degree of coincidence of digital images detected by a plurality of scanning methods. The image quality evaluation parameter such as the contrast of the digital image is displayed on the display means 136 and presented to the operator to select the inspection condition. According to this modification, it is possible to select appropriate inspection conditions with a simple configuration. In the ninth modified example of the present embodiment, instead of automatically selecting the inspection condition, the CPU 131 displays the digital image detected in correspondence with the changed potentials E0 , E1 , and E2. It is displayed on the display unit 136, etc., and is presented to the operator so that appropriate inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) can be selected based on the observed digital image. According to this modification, without information on the surface cross-sectional structure of the inspection object,
Moreover, inspection conditions can be selected with a simple configuration. Further, it is obvious that appropriate inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) may be selected by applying the plurality of modified examples described above.
【００６１】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、各種の品種、工程のウエハ（被検査対象物）を適正
な検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）で検査でき、特定
の品種のみならず、複数の工程における様々な表面の断
面構造を有するウエハ（被検査対象物）上のパターンの
欠陥や寸法等の検査を実現することができる。これによ
り、図２１に示した如く、外観検査装置として使用で
き、製造工程の流れの途中において光学的に検査できな
い表面の断面構造を有するレジストパターンや絶縁膜パ
ターンにおける微細な欠陥や寸法等の検査をインライン
で実現することができる。当然オフラインで実現するこ
ともできる。As described above, according to this embodiment, wafers (objects to be inspected) of various kinds and processes can be inspected under appropriate inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ), It is possible to realize not only a specific product type but also an inspection of a pattern defect, size, etc. on a wafer (object to be inspected) having various surface sectional structures in a plurality of processes. As a result, as shown in FIG. 21, it can be used as a visual inspection apparatus and inspects minute defects, dimensions, etc. in a resist pattern or insulating film pattern having a surface cross-sectional structure that cannot be optically inspected during the flow of the manufacturing process. Can be realized inline. Of course, it can be realized offline.
【００６２】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出するシステムの第
３の実施の形態について図１８を用いて説明する。即
ち、本システム（装置）は、電子線を発生させる電子線
源１４と、ビームを走査させて画像化するためのビーム
偏向器１５と、電子線を被検査対象物であるウエハ２０
上に結像させる対物レンズ１８と、対物レンズ１８とウ
エハ２０の間に設けたグリッド等の電圧付与手段１９
と、ウエハ２０を保持する試料台２１を設置してウエハ
２０を走査したり位置決めしたりするステージ４６と、
ウエハの表面から発生した二次電子を二次電子検出器１
６に集めるためのＥｘＢ（電界Ｅ（electricfield）と
磁界Ｂ（magnetic field）とが付与されるもの）１７
と、高さ検出センサ１３と、高さ検出センサ１３から得
られるウエハ表面の高さ情報に基づいて対物レンズ１８
の焦点位置を調整する焦点位置制御部２２と、ビーム偏
向器１５を制御して電子ビームの走査を実現する走査制
御部４７と、試料台２１の電位Ｅ0を調整する試料台電
位調整４９、グリッド等の電圧付与手段１９の電位Ｅ1
を制御するグリッド電位調整４８および電子線源１４の
電圧Ｅ2を制御する線源電位調整５１からなる電位制御
部２１と、二次電子検出器１６よりの信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器２４と、画像メモリ５２および画像比
較手段５３からなり、Ａ／Ｄ変換器２４でＡ／Ｄ変換さ
れたデジタル画像を処理する画像処理部２５と、設計情
報等から得られる被検査対象物の表面断面構造に基づい
て検査条件を適正化する検査条件適正化部２７ｂと、該
検査条件適正化部２７ｂで適正化されて選定された検査
条件を設定記憶する検査条件設定部２８と、ステージ４
６を制御するステージ制御部５０と、これら全体を制御
する全体制御部２６と、電子線源１４、ビーム偏向器１
５、対物レンズ（静電光学系）１８、グリッド等の電圧
付与手段１９および被対象物（試料）であるウエハ２０
等を収納した真空試料室４５とよりなる。図１６と異な
るのは、検査条件適正化部２７ｂである。Next, a third embodiment of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, the present system (apparatus) includes an electron beam source 14 that generates an electron beam, a beam deflector 15 that scans a beam to form an image, and a wafer 20 that is an object to be inspected with the electron beam.
The objective lens 18 for forming an image on the upper side, and a voltage applying means 19 such as a grid provided between the objective lens 18 and the wafer 20.
And a stage 46 for setting the sample table 21 for holding the wafer 20 to scan and position the wafer 20,
Secondary electron detector 1 detects secondary electrons generated from the surface of the wafer.
ExB (provided with an electric field E (electric field) and a magnetic field B (magnetic field)) 17 for collecting in 6
, The height detection sensor 13, and the objective lens 18 based on the height information of the wafer surface obtained from the height detection sensor 13.
A focus position control unit 22 for adjusting the focus position of the sample, a scanning control unit 47 for controlling the beam deflector 15 to realize electron beam scanning, and a sample stage potential adjustment 49 for adjusting the potential E0 of the sample stage 21, Potential E1 of voltage applying means 19 such as a grid
A / D for converting the signal from the secondary electron detector 16 into a potential control section 21 including a grid potential adjustment 48 for controlling the voltage and a source potential adjustment 51 for controlling the voltage E2 of the electron beam source 14, and an A / D conversion. An image processing unit 25 including a converter 24, an image memory 52, and an image comparison unit 53, which processes a digital image A / D converted by the A / D converter 24, and an object to be inspected obtained from design information and the like. An inspection condition optimization unit 27b that optimizes the inspection conditions based on the surface cross-sectional structure of the substrate, an inspection condition setting unit 28 that sets and stores the inspection conditions optimized and selected by the inspection condition optimization unit 27b, and a stage Four
6, a stage control unit 50 for controlling 6 and an overall control unit 26 for controlling these, an electron beam source 14, a beam deflector 1
5, an objective lens (electrostatic optical system) 18, a voltage applying means 19 such as a grid, and a wafer 20 as an object (sample)
And the like, which is a vacuum sample chamber 45. The difference from FIG. 16 is the inspection condition optimization unit 27b.
【００６３】本システムのシーケンスを図１４（ｃ）に
示す。被検査対象物２０を構成する複数の材質より検査
条件を設定する方式である。検査条件適正化部２７ｂに
おける検査条件の適正化は、次に説明するように行われ
る。即ち、ＣＰＵ１３１は、図１および図１０に示す如
く、被検査対象の種類に亘って表面の断面構造を構成す
る複数材質についての試料上の加速電圧Ｅ及び試料上の
電位勾配αと二次電子放出効率ηとの関係を、入力手段
等１３５を用いて入力された実験値に基づいて理論的に
算出して外部記憶装置１３７等に記憶する。次に被検査
対象物の種類に応じた表面の断面構造を構成する複数材
質（上部に位置する材質と下部に位置する材質）を入力
手段等１３５を用いて指定する。ＣＰＵ１３１は、指定
された上部に位置する材質の二次電子放出効率ηが１前
後の小さな許容値内（ほぼ１）であり、しかも下部に位
置する材質の二次電子放出率ηが例えば０．７から１．
２等の予め決めた許容範囲内であり、かつ上部に位置す
る材質の二次電子放出効率ηとの差（コントラストρ）
が適切な検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）を探し、こ
れを適正な検査条件として、外部記憶装置１３７等に記
憶する（ステップ３７ｄ）。当然外部記憶装置１３７等
には、被検査対象の種類の数に亘って、各種類に応じた
適正な検査条件の群が記憶されることになる。The sequence of this system is shown in FIG. This is a method of setting the inspection condition from a plurality of materials forming the inspection object 20. The optimization of the inspection conditions in the inspection condition optimization unit 27b is performed as described below. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 10, the CPU 131 uses the acceleration voltage E on the sample, the potential gradient α on the sample, and the secondary electrons for a plurality of materials forming the sectional structure of the surface over the type of the object to be inspected. The relationship with the emission efficiency η is theoretically calculated based on the experimental value input using the input means 135, and is stored in the external storage device 137 or the like. Next, a plurality of materials (materials located in the upper part and materials located in the lower part) that form the cross-sectional structure of the surface according to the type of the object to be inspected are specified using the input means 135. The CPU 131 determines that the secondary electron emission efficiency η of the designated upper material is within a small allowable value of about 1 (approximately 1), and the secondary electron emission efficiency η of the lower material is, for example, 0. 7 to 1.
The difference between the secondary electron emission efficiency η of the material located above and within a predetermined allowable range such as 2 (contrast ρ)
Searches for an appropriate inspection condition (potentials E0 , E1 , E2 ) and stores it in the external storage device 137 or the like as an appropriate inspection condition (step 37d). Naturally, in the external storage device 137 and the like, a group of proper inspection conditions corresponding to each type is stored over the number of types of the inspection object.
【００６４】次に実際にウエハを検査することについて
説明する。まず実際にウエハを検査する前に、検査条件
設定部２８において、外部記憶装置１３７等に記憶され
た検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）の群の中から検査
しようとするウエハの種類（品種と工程とからなる。）
に対応する検査条件を選定してＲＡＭ１３４等に記憶す
る。次に全体制御部２６からの指令で、実際に検査する
ウエハをローディングし（ステップ３１ｄ）、位置合わ
せした（ステップ３２ｄ）後、検査条件設定部２８に記
憶された検査条件を読出して、電位制御部２３を構成す
る試料台電位調整４９、グリッド電位調整４８および線
源電位調整５１により各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2のそれぞれ
を制御し、この条件により決まる焦点位置オフセットを
焦点位置制御部２２で設定する（ステップ３４ｄ）。こ
の設定後、全体制御部２６からの指令によりステージ４
６をステージ制御部５０からの制御により所定の速度で
Ｙ方向に駆動しながら（このＹ方向の走査はビーム偏向
器１５による走査を併用してもよい。）、走査制御部４
７からの制御によりビーム偏向器１５を用いて電子線源
１４よりの電子ビームをＸ方向に走査して二次電子検出
器１６から連続した二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変
換器２４で二次元デジタル画像信号に変換して画像処理
部２５の画像メモリ５２に記憶する。次に画像比較手段
５３において、検出した二次元デジタル画像信号と画像
メモリ５２に記憶された二次元デジタル画像信号のう
ち、本来同一であることが期待される（例えば繰り返さ
れるチップまたはブロックまたは単位領域（パターンか
らなる場合も含む）毎の）画像信号同士を比較して検査
基準（判定基準）に基づいて異なる部分を欠陥として判
定し、画像処理部２５内または全体制御部２６内のメモ
リに記録する（ステップ３５ｄ）。ウエハ２０に対して
検査すべき場所全て検査を完了したらアンローディング
する（ステップ３６ｄ）。Next, the actual inspection of the wafer will be described. First, before actually inspecting a wafer, a wafer to be inspected in the inspection condition setting unit 28 from a group of inspection conditions (each potential E0 , E1 , E2 ) stored in the external storage device 137 or the like. Type (consisting of product type and process)
The inspection condition corresponding to is selected and stored in the RAM 134 or the like. Next, in response to a command from the overall control unit 26, a wafer to be actually inspected is loaded (step 31d) and aligned (step 32d), and then the inspection condition stored in the inspection condition setting unit 28 is read out to control the potential. Each of the potentials E0 , E1 , and E2 is controlled by the sample stage potential adjustment 49, the grid potential adjustment 48, and the source potential adjustment 51 that form the unit 23, and the focus position offset determined by this condition is used as the focus position control unit. It is set at 22 (step 34d). After this setting, the stage 4 is instructed by a command from the overall control unit 26.
While driving 6 in the Y direction at a predetermined speed under the control of the stage control unit 50 (scanning in the Y direction may be performed by the beam deflector 15 in combination), the scanning control unit 4
Under the control of 7, the electron beam from the electron beam source 14 is scanned in the X direction using the beam deflector 15 to detect a continuous two-dimensional image signal from the secondary electron detector 16, and the A / D converter 24 Is converted into a two-dimensional digital image signal and stored in the image memory 52 of the image processing unit 25. Next, in the image comparing means 53, it is expected that the detected two-dimensional digital image signal and the two-dimensional digital image signal stored in the image memory 52 are essentially the same (for example, repeated chips or blocks or unit areas). Image signals (for each case including a pattern) are compared with each other, and different portions are determined as defects based on inspection standards (determination standards), and recorded in a memory within the image processing unit 25 or the overall control unit 26. (Step 35d). When the inspection of all the places to be inspected on the wafer 20 is completed, the wafer is unloaded (step 36d).
【００６５】本実施の形態による第１の変形例は、被検
査対象物の情報のみにより探索して得られる検査条件
（各電位Ｅ0，Ｅ1，Ｅ2）をそのまま適用する代わり
に、探索して得られる検査条件（各電位Ｅ0，Ｅ1，
Ｅ2）の近傍で上記第２の実施の形態において説明した
方式（被検査対象物の表面から発生する二次電子を検出
して得られるデジタル画像信号に基づく検査条件の適正
化）でキャリブレーションすることによって実際のウエ
ハの表面の断面構造に適する検査条件を算出することが
出来る。即ち、チャージアップの現象は、表面の断面構
造におけるパターンの材質だけで決まるものではなく、
上部パターンの形状や厚さ等によっても変化するからで
ある。本変形例によれば、最短の時間で正確な検査条件
の設定を行うことができる。In the first modification according to the present embodiment, instead of directly applying the inspection conditions (potentials E0 , E1 , E2 ) obtained by searching only the information of the object to be inspected, the search is performed. The inspection conditions (each potential E0 , E1 ,
E2 ) in the vicinity of E2 ) by the method described in the second embodiment (correction of inspection conditions based on a digital image signal obtained by detecting secondary electrons generated from the surface of the inspection object) By doing so, it is possible to calculate the inspection conditions suitable for the actual cross-sectional structure of the surface of the wafer. That is, the phenomenon of charge-up is not determined only by the material of the pattern in the surface cross-sectional structure,
This is because it also changes depending on the shape and thickness of the upper pattern. According to this modification, accurate inspection conditions can be set in the shortest time.
【００６６】本実施の形態でも、上記第２の実施の形態
と同様な作用効果を得ることができる。即ち、各種の品
種、工程のウエハを最適な検査条件で検査でき、特定の
品種のみならず、複数の工程で得られるウエハに対して
適用することができる。Also in this embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the second embodiment. That is, wafers of various kinds and processes can be inspected under the optimum inspection conditions, and the invention can be applied not only to a specific kind but also to wafers obtained in a plurality of steps.
【００６７】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出（観察）するシス
テムの第４の実施の形態について図１９を用いて説明す
る。図１９は本発明に係る観察用ＳＥＭの一実施の形態
を示す概略構成図である。本システム（装置）は、電子
線を発生させる電子線源１４と、ビームを走査させて画
像化するためのビーム偏向器１５と、電子線を被対象物
２０上に結像させる対物レンズ１８と、対物レンズと被
対象物との間に設けたグリッド等の電圧付与手段１９
と、被対象物２０を保持する試料台２１を設置して被対
象物２０を走査したり位置決めしたりするステージ４６
と、被対象物の表面から発生した二次電子を二次電子検
出器１６に集めるためのＥｘＢ（電界Ｅ（electric fie
ld）と磁界Ｂ（magnetic field）とが付与されるもの）
１７と、高さ検出センサ１３と、高さ検出センサ１３か
ら得られる被対象物表面の高さ情報に基づいて対物レン
ズ１８の焦点位置を調整する焦点位置制御部２２と、ビ
ーム偏向器１５を制御して電子ビームの走査を実現する
走査制御部４７と、試料台２１の電位Ｅ0を調整する試
料台電位調整４９、グリッド等の電圧付与手段１９の電
位Ｅ1を制御するグリッド電位調整４８および電子線源
１４の電圧Ｅ2を制御する線源電位調整５１からなる電
位制御部２１と、二次電子検出器１６よりの信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２４と、Ａ／Ｄ変換器２４でＡ
／Ｄ変換されたデジタル画像をディスプレイ等のモニタ
５５に表示する画像表示部５４と、設計情報等から得ら
れる被検査対象物の表面断面構造に基づいて検査条件を
適正化する検査条件適正化部２７ｂと、該検査条件適正
化部２７ｂで適正化されて選定された検査条件を設定記
憶する検査条件設定部２８と、ステージ４６を制御する
ステージ制御部５０と、これら全体を制御する全体制御
部２６と、電子線源１４、ビーム偏向器１５、対物レン
ズ（静電光学系）１８、グリッド等の電圧付与手段１９
および被対象物（試料）であるウエハ２０等を収納した
真空試料室４５とよりなる。図１６および図１８と異な
るのは、画像処理部２５に代えて、画像表示部５４およ
びモニタ５５を設けたことにある。なお、検査条件適正
化部２７ｂにも、画像表示部５４の機能を有すると共に
モニタ（表示手段）１３６を備えているので、モニタ５
５に代えてモニタ（表示手段）１３６を用いることがで
きる。Next, a fourth embodiment of a system for detecting (observing) a pattern on an object such as a semiconductor wafer using the electron beam according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an SEM for observation according to the present invention. This system (apparatus) includes an electron beam source 14 for generating an electron beam, a beam deflector 15 for scanning a beam to form an image, and an objective lens 18 for forming an image of the electron beam on an object 20. , Voltage applying means 19 such as a grid provided between the objective lens and the object
And a stage 46 for scanning or positioning the target object 20 by installing the sample table 21 holding the target object 20.
And ExB (electric field E (electric fie electric field) for collecting the secondary electrons generated from the surface of the object to the secondary electron detector 16.
ld) and magnetic field B (magnetic field))
17, a height detection sensor 13, a focus position control unit 22 for adjusting the focus position of the objective lens 18 based on height information of the surface of the object obtained from the height detection sensor 13, and a beam deflector 15. A scanning control unit 47 that controls and realizes scanning of an electron beam, a sample stage potential adjustment 49 that adjusts the potential E0 of the sample stage 21, and a grid potential adjustment 48 that controls the potential E1 of the voltage applying means 19 such as a grid. And a signal from the secondary electron detector 16 and a potential control unit 21 including a source potential adjustment 51 for controlling the voltage E2 of the electron beam source 14,
A / D converter 24 for D conversion, and A / D converter 24 for A
An image display unit 54 that displays a D / D-converted digital image on a monitor 55 such as a display, and an inspection condition optimization unit that optimizes the inspection conditions based on the surface cross-sectional structure of the inspection object obtained from design information and the like. 27b, an inspection condition setting unit 28 that sets and stores the inspection conditions optimized and selected by the inspection condition optimization unit 27b, a stage control unit 50 that controls the stage 46, and an overall control unit that controls all of these. 26, an electron beam source 14, a beam deflector 15, an objective lens (electrostatic optical system) 18, a voltage applying means 19 such as a grid.
And a vacuum sample chamber 45 accommodating a wafer 20 or the like which is an object (sample). 16 and 18 is that an image display unit 54 and a monitor 55 are provided instead of the image processing unit 25. The inspection condition optimization unit 27b also has the function of the image display unit 54 and the monitor (display unit) 136.
Instead of 5, a monitor (display means) 136 can be used.
【００６８】本システムのシーケンスは、図１４（ｃ）
に示す如く、第３の実施の形態と同様とする。ただし、
ステップ３５ｄにおける検査は、作業者よりの指示に従
って全体制御部２６からの指令によりステージ４６をス
テージ制御部５０からの制御により所定の速度でＹ方向
に駆動しながら（このＹ方向の走査はビーム偏向器１５
による走査を併用してもよい。）、走査制御部４７から
の制御によりビーム偏向器１５を用いて電子線源１４よ
りの電子ビームをＸ方向に走査して二次電子検出器１６
から連続した二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２
４で二次元デジタル画像信号に変換して画像表示部５４
内に設けられた画像メモリに記憶する。そして画像表示
部５４は画像メモリに記憶された画像信号の中から指定
された画像を切りだしてモニタ５５に拡大表示して作業
者に提示する。従って、作業者は、被対象物の表面上の
特定の部分画像を拡大して観察することができる。本実
施の形態によれば、被対象物の表面の材質の変化によら
ず、常にチャージアップを起こさない条件で観察するこ
とができる。The sequence of this system is shown in FIG.
The same as in the third embodiment as shown in FIG. However,
The inspection in step 35d is performed by driving the stage 46 in the Y direction at a predetermined speed under the control of the stage control unit 50 according to a command from the overall control unit 26 in accordance with an instruction from the operator (this Y direction scanning is beam deflection. Bowl 15
You may use together the scanning by. ), Under the control of the scanning controller 47, the electron beam from the electron beam source 14 is scanned in the X direction by using the beam deflector 15 to scan the secondary electron detector 16
Detects continuous two-dimensional image signals from the A / D converter 2
The image display unit 54 converts the image into a two-dimensional digital image signal at 4.
It is stored in the image memory provided inside. Then, the image display unit 54 cuts out the designated image from the image signals stored in the image memory, enlarges it on the monitor 55, and presents it to the operator. Therefore, the operator can magnify and observe a specific partial image on the surface of the object. According to the present embodiment, it is possible to always observe the object under the condition that charge-up does not occur, regardless of the change in the material of the surface of the object.
【００６９】次に本発明に係る電子線を用いて半導体ウ
エハ等の被対象物上のパターンを検出するシステムの第
５の実施の形態について図２０を用いて説明する。図２
０は本発明に係るパターンの寸法を検査する測長装置の
一実施の形態を示す概略構成図である。本システム（装
置）は、電子線を発生させる電子線源１４と、ビームを
走査させて画像化するためのビーム偏向器１５と、電子
線を被対象物２０上に結像させる対物レンズ１８と、対
物レンズと被対象物との間に設けたグリッド等の電圧付
与手段１９と、被対象物２０を保持する試料台２１を設
置して被対象物２０を走査したり位置決めしたりするス
テージ４６と、被対象物の表面から発生した二次電子を
二次電子検出器１６に集めるためのＥｘＢ（電界Ｅ（el
ectric field）と磁界Ｂ（magnetic field）とが付与さ
れるもの）１７と、高さ検出センサ１３と、高さ検出セ
ンサ１３から得られる被対象物表面の高さ情報に基づい
て対物レンズ１８の焦点位置を調整する焦点位置制御部
２２と、ビーム偏向器１５を制御して電子ビームの走査
を実現する走査制御部４７と、試料台２１の電位Ｅ0を
調整する試料台電位調整４９、グリッド等の電圧付与手
段１９の電位Ｅ1を制御するグリッド電位調整４８およ
び電子線源１４の電圧Ｅ2を制御する線源電位調整５１
からなる電位制御部２１と、二次電子検出器１６よりの
信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２４と、Ａ／Ｄ変換
器２４でＡ／Ｄ変換されたデジタル画像を記憶する画像
メモリを有し、この画像メモリに記憶されたデジタル画
像に基づいて所定のパターンの寸法を計測する計測処理
部５６を有する画像処理部２５と、Ａ／Ｄ変換器２４か
ら得られるデジタル画像に基づいて被検査対象物の表面
断面構造に対応させて検査条件を適正化する検査条件適
正化部２７ａと、該検査条件適正化部２７ａで適正化さ
れて選定された検査条件を設定記憶する検査条件設定部
２８と、ステージ４６を制御するステージ制御部５０
と、これら全体を制御する全体制御部２６と、電子線源
１４、ビーム偏向器１５、対物レンズ（静電光学系）１
８、グリッド等の電圧付与手段１９および被対象物（試
料）であるウエハ２０等を収納した真空試料室４５とよ
りなる。図１６および図１８と異なるのは、画像処理部
２５において被検査対象物上のパターンの寸法等を計測
することにある。なお、画像処理部２５においてパター
ンの寸法を計測するためには、走査制御部４７からビー
ム偏向器１５に与える電子ビームの偏向量（走査量）お
よびステージ制御部５０によってステージを走行させる
変位量（走行量）のデータが必要となる。そのため、画
像処理部２５には、走査制御部４７からビーム偏向器１
５に与える電子ビームの偏向量（走査量）およびステー
ジ制御部５０によってステージを走行させる変位量（走
行量）のデータ（位置情報）２２１が入力されている。Next, a fifth embodiment of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
Reference numeral 0 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a length measuring device for inspecting the dimension of a pattern according to the present invention. This system (apparatus) includes an electron beam source 14 for generating an electron beam, a beam deflector 15 for scanning a beam to form an image, and an objective lens 18 for forming an image of the electron beam on an object 20. A stage 46 for scanning or positioning the object 20 by installing a voltage applying means 19 such as a grid provided between the objective lens and the object 20 and a sample table 21 holding the object 20. And ExB for collecting secondary electrons generated from the surface of the object to the secondary electron detector 16 (electric field E (el
ectric field) and magnetic field B (magnetic field) 17), the height detection sensor 13, and the objective lens 18 based on the height information of the object surface obtained from the height detection sensor 13. A focus position control unit 22 for adjusting the focus position, a scanning control unit 47 for controlling the beam deflector 15 to realize electron beam scanning, a sample stage potential adjustment 49 for adjusting the potential E0 of the sample stage 21, and a grid Such as a grid potential adjustment 48 for controlling the potential E1 of the voltage applying means 19 and a source potential adjustment 51 for controlling the voltage E2 of the electron beam source 14.
An electric potential control unit 21, an A / D converter 24 for A / D converting a signal from the secondary electron detector 16, and an image storing a digital image A / D converted by the A / D converter 24. Based on the digital image obtained from the A / D converter 24, an image processing unit 25 having a memory and having a measurement processing unit 56 for measuring the dimensions of a predetermined pattern based on the digital image stored in the image memory. And an inspection condition optimization unit 27a for optimizing the inspection condition corresponding to the surface cross-sectional structure of the inspection object, and an inspection condition for setting and storing the inspection condition optimized and selected by the inspection condition optimization unit 27a. The setting unit 28 and the stage control unit 50 that controls the stage 46
And an overall control unit 26 for controlling these, an electron beam source 14, a beam deflector 15, an objective lens (electrostatic optical system) 1
8, a voltage applying means 19 such as a grid, and a vacuum sample chamber 45 accommodating a wafer 20 which is an object (sample). The difference from FIG. 16 and FIG. 18 is that the image processing unit 25 measures the dimensions and the like of the pattern on the inspection object. In order to measure the dimension of the pattern in the image processing unit 25, the deflection amount (scanning amount) of the electron beam given from the scanning control unit 47 to the beam deflector 15 and the displacement amount (travel amount) for moving the stage by the stage control unit 50 ( Data of travel amount) is required. Therefore, the image processing unit 25 includes the beam deflector 1 from the scanning control unit 47.
Data (positional information) 221 of the deflection amount (scanning amount) of the electron beam given to 5 and the displacement amount (traveling amount) for traveling the stage by the stage control unit 50 is input.
【００７０】本システムのシーケンスは、図１４（ｂ）
に示す如く、第２の実施の形態と同様とする。ただし、
ステップ３５ｃにおいて、全体制御部２６からの指令で
ステージ４６をステージ制御部５０の制御によって所定
の速度でＹ方向に駆動しながら走査制御部４７の制御に
よりビーム偏向器１５を用いて電子線源１４よりの電子
ビームをＸ方向に走査して二次電子検出器１６から連続
した二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次
元デジタル画像信号に変換して画像処理部２５内に設け
られた画像メモリに記憶する。画像処理部２５は、入力
された走査制御部４７からビーム偏向器１５に与える電
子ビームの偏向量（走査量）およびステージ制御部５０
によってステージを走行させる変位量（走行量）のデー
タ（位置情報）２２１を用いて、上記画像メモリに記憶
された画像データに基づいて被対象物の表面に形成され
た所望のパターンの寸法を計測し、その結果を画像処理
部２５内または全体制御部２６内のメモリに記憶し、必
要に応じて作業者に提示すべく出力する。The sequence of this system is shown in FIG.
As shown in, the same as in the second embodiment. However,
In step 35c, the stage controller 50 controls the stage controller 50 to drive the stage 46 in the Y direction at a predetermined speed in response to a command from the overall controller 26, while the scanning controller 47 controls the electron beam source 14 using the beam deflector 15. The electron beam is scanned in the X direction to detect a continuous two-dimensional image signal from the secondary electron detector 16, which is converted into a two-dimensional digital image signal by the A / D converter 24 and is then stored in the image processing unit 25. The image is stored in the provided image memory. The image processing unit 25 receives the deflection amount (scan amount) of the electron beam given from the input scanning control unit 47 to the beam deflector 15 and the stage control unit 50.
Based on the image data stored in the image memory, the size of the desired pattern formed on the surface of the object is measured by using the displacement amount (travel amount) data (position information) 221 for moving the stage. Then, the result is stored in the memory within the image processing unit 25 or the overall control unit 26, and is output so as to be presented to the operator as necessary.
【００７１】本実施の形態によれば、各種の品質、工程
のウエハ上のパターンについて適正な検査条件で計測で
き、特定の品種のみならず、複数の工程から得られるウ
エハ上のパターンの寸法を正確に計測でき、その結果、
図２１に示した品質検査装置として使用することができ
る。即ち、製造工程の途中において光学的に計測できな
いレジストパターンや絶縁膜等のパターンについて微細
な線幅等を正確に計測でき、その結果品質検査を実現す
ることができる。次に本発明に係る電子線を用いて半導
体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシステム
の第６〜第１０の実施の形態について図２２〜図２６を
用いて説明する。図２２は、本発明に係る電子線を用い
て半導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシ
ステムの第６の実施の形態を示す図である。この第６の
実施の形態は、被検査対象物２０の表面にチャージアッ
プが生じた場合において、図４〜図６、図８、図１７に
示すようにセンサ１１（１６）で検出される被検査対象
物の物理的性質を現わした例えば二次電子による画像信
号をＡ／Ｄ変換器２４で変換したデジタル画像信号に現
われるチャージアップの現象に対して画像処理部２５に
おいて検査基準（判定基準）を変えたりしてこのチャー
ジアップの影響を軽減して正しく検査することができる
ようにしたものである。According to the present embodiment, it is possible to measure the patterns on the wafer of various qualities and processes under appropriate inspection conditions, and it is possible to measure not only the specific product type but also the dimensions of the pattern on the wafer obtained from a plurality of processes. Can be measured accurately, and as a result,
It can be used as the quality inspection device shown in FIG. That is, a fine line width or the like of a resist pattern or a pattern such as an insulating film which cannot be optically measured during the manufacturing process can be accurately measured, and as a result, a quality inspection can be realized. Next, sixth to tenth embodiments of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention will be described with reference to FIGS. 22 to 26. FIG. 22 is a diagram showing a sixth embodiment of a system for detecting a pattern on a target object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention. In the sixth embodiment, when charge-up occurs on the surface of the object 20 to be inspected, the object detected by the sensor 11 (16) as shown in FIGS. 4 to 6, FIG. 8 and FIG. In the image processing unit 25, an inspection standard (determination standard) is applied to a charge-up phenomenon that appears in a digital image signal obtained by converting an image signal of secondary electrons, which represents the physical property of the inspection object, by an A / D converter 24. ) Is changed to reduce the effect of this charge-up so that correct inspection can be performed.
【００７２】即ち、図２２に示す実施の形態において
は、検査条件適正化部２７ａにおいて、ＣＰＵ１３１
は、被検査対象物の表面断面構造が異なる各種類につい
て、電子線の高速に走査する走査方向に応じてセンサ１
１（１６）で検出されてＡ／Ｄ変換器２４で変換された
被検査対象物の物理的性質を現わした例えば二次電子に
よるデジタル画像信号に基づいて、電子線の高速に走査
する走査方向に対応させて例えば図６（ｂ）または
（ｃ）、および図８（ｂ）に示すようにチャージアップ
が生じたことによるデジタル画像信号の変化領域（チャ
ージアップによる変化領域）を抽出し、必要に応じて上
記変化領域における平均的な明るさを求める等のチャー
ジアップ判定を行い、その結果を被検査対象物の各種類
毎に外部記憶装置１３７等に記憶する。チャージアップ
が生じたことによるデジタル画像信号の変化領域の抽出
は、例えば上部パターン領域の明るさを消去し、下部パ
ターン領域の明るさを消去する２つの閾値を用いれば実
現することができる。それは、チャージアップによる変
化領域の明るさが、上部パターン領域の明るさと下部パ
ターン領域の明るさとの中間にあるからである。従っ
て、検査条件適正化部２７ａにおいて、外部記憶装置１
３７等に被検査対象物の各種類毎に、電子線の高速に走
査する走査方向に対応させて、繰り返される例えばチッ
プまたはブロックまたは単位領域毎のチャージアップに
よる変化領域を示す二次元のマスクデータ（マスク信
号）（例えば図６（ｄ）（ｅ）および図８（ｃ）に示
す）が形成されることになる。ただし、チャージアップ
による変化領域を示す二次元のマスクデータ（マスク信
号）に対して変化領域のみを拡大する処理を施してそれ
をマスクデータ（マスク信号）２２２として外部記憶装
置１３７等に記憶しておくことが望ましい。また同じ種
類の被検査対象物上の繰り返される例えばチップまたは
ブロックまたは単位領域において、複数種類のチャージ
アップ現象が異なる表面断面構造を有する場合があるの
で、その分まで二次元のマスクデータを用意する必要が
有る。That is, in the embodiment shown in FIG. 22, the CPU 131 in the inspection condition optimizing section 27a.
Is the sensor 1 according to the scanning direction in which the electron beam is scanned at high speed for each type of the inspected object having different surface sectional structures.
1 (16) and scanning by an electron beam at high speed based on a digital image signal by, for example, a secondary electron which shows the physical property of the inspection object converted by the A / D converter 24 In accordance with the direction, for example, as shown in FIG. 6 (b) or (c) and FIG. 8 (b), a change region of the digital image signal due to occurrence of charge-up (change region due to charge-up) is extracted, If necessary, charge-up determination such as obtaining average brightness in the change area is performed, and the result is stored in the external storage device 137 or the like for each type of inspected object. The extraction of the changed area of the digital image signal due to the occurrence of charge-up can be realized by using two thresholds that erase the brightness of the upper pattern area and erase the brightness of the lower pattern area, for example. This is because the brightness of the change area due to charge-up is between the brightness of the upper pattern area and the brightness of the lower pattern area. Therefore, in the inspection condition optimization unit 27a, the external storage device 1
Two-dimensional mask data indicating a change region due to charge-up for each chip or block or unit region that is repeated corresponding to the scanning direction in which the electron beam is scanned at high speed for each type of the inspection object such as 37. (Mask signal) (for example, shown in FIGS. 6D, 6E and 8C) is formed. However, the two-dimensional mask data (mask signal) indicating the changed area due to charge-up is subjected to a process of enlarging only the changed area and stored as mask data (mask signal) 222 in the external storage device 137 or the like. It is desirable to set it. Further, in a repeated chip, block, or unit area on the same type of object to be inspected, a plurality of types of charge-up phenomenon may have different surface cross-sectional structures, so two-dimensional mask data is prepared up to that point. There is a need.
【００７３】なお、チャージアップによる変化領域にお
ける検査基準（判定基準）については、ＣＰＵ１３１に
おいて求められる上記変化領域における平均的な明るさ
に基づいて定めても良い。また上記変化領域以外におけ
る検査基準（判定基準）については、上部パターン領域
と下部パターン領域との間の画像コントラストρに基づ
いて定めれば良い。The inspection standard (determination standard) in the change area due to charge-up may be determined based on the average brightness in the change area obtained by the CPU 131. Further, the inspection standard (determination standard) other than the above-mentioned changed region may be determined based on the image contrast ρ between the upper pattern region and the lower pattern region.
【００７４】次に実際に被検査対象物（ウエハ）を検査
することについて説明する。まず検査条件設定部２８
は、実際検査する際指定された被検査対象物の種類に対
応するマスク信号を外部記憶装置１３７等から読出して
ＲＡＭ１３４等に設定記憶する。次に全体制御部２６か
らの指令によりステージ４６をステージ制御部５０から
の制御により所定の速度でＹ方向に駆動しながら走査制
御部４７からの制御によりビーム偏向器１５を用いて電
子線源１４よりの電子ビームをＸ方向に走査してセンサ
１１（二次電子検出器１６）から連続した二次元画像信
号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次元デジタル画像信
号に変換して画像処理部２５の画像メモリ５２に記憶す
る。次に画像比較手段５３において、検出した二次元デ
ジタル画像信号と画像メモリ５２に記憶された二次元デ
ジタル画像信号のうち、本来同一であることが期待され
る（例えば繰り返されるチップまたはブロックまたは単
位領域毎の）画像信号同士を比較する際、上記ＲＡＭ１
３４等に記憶されたマスクデータ２２２を読出して、走
査制御部４７からビーム偏向器１５に与える電子ビーム
の偏向量（走査量）およびステージ制御部５０によって
ステージを走行させる変位量（走行量）のデータ（位置
情報）２２１に基づいて、読出されたマスクデータ２２
２を上記比較される二次元デジタル画像信号と位置合わ
せさせ、上記マスクデータ２２２に基づいて変化領域と
それ以外の領域とにおいて検査基準（判定基準）を変え
て画像信号同士が異なる部分を欠陥として判定し、画像
処理部２５内または全体制御部２６内のメモリに記録す
る。即ち、画像比較手段５３において、本来同一である
ことが期待される（例えば繰り返されるチップまたはブ
ロックまたは単位領域毎の）画像信号同士を比較する
際、上記マスクデータ２２２に基づいてチャージアップ
による変化領域とそれ以外の領域とにおいて検査基準
（判定基準）を変える（例えばチャージアップによる変
化領域において感度を低下させる）ことによって、チャ
ージアップによって検出されるデジタル画像信号に変化
が生じたとしても、誤検出を防止することができる。Next, the actual inspection of the inspection object (wafer) will be described. First, the inspection condition setting unit 28
Reads out a mask signal corresponding to the type of the object to be inspected designated during the actual inspection from the external storage device 137 or the like and sets and stores it in the RAM 134 or the like. Next, the stage 46 is driven in the Y direction at a predetermined speed under the control of the stage controller 50 in response to a command from the overall controller 26, while the scanning controller 47 controls the electron beam source 14 using the beam deflector 15. Scanning electron beam in the X direction to detect a continuous two-dimensional image signal from the sensor 11 (secondary electron detector 16), convert it into a two-dimensional digital image signal by the A / D converter 24, and perform image processing. It is stored in the image memory 52 of the unit 25. Next, in the image comparing means 53, it is expected that the detected two-dimensional digital image signal and the two-dimensional digital image signal stored in the image memory 52 are essentially the same (for example, repeated chips or blocks or unit areas). RAM1 when comparing image signals (for each)
The mask data 222 stored in 34 or the like is read to determine the deflection amount (scanning amount) of the electron beam given from the scanning control unit 47 to the beam deflector 15 and the displacement amount (traveling amount) for traveling the stage by the stage control unit 50. The read mask data 22 based on the data (position information) 221
2 is aligned with the two-dimensional digital image signal to be compared, and the inspection standard (judgment standard) is changed in the changed area and the other area based on the mask data 222, and the portion where the image signals are different is regarded as a defect. It is determined and recorded in the memory within the image processing unit 25 or the overall control unit 26. That is, when the image comparison means 53 compares image signals that are expected to be originally the same (for example, for repeated chips or blocks or for each unit area), a change area due to charge-up based on the mask data 222. Even if a change occurs in the digital image signal detected by charge-up by changing the inspection standard (judgment standard) between the other area and the other area (for example, sensitivity is reduced in the changed area due to charge-up), erroneous detection is performed. Can be prevented.
【００７５】ところで、図６および図１７に示すよう
に、主として電子線の高速に走査される走査方向と関係
してチャージアップによる変化領域が変化するので、例
えば試料台２１を９０度または１８０度回転させること
によって被検査対象物２０を９０度または１８０度回転
させて電子線の走査方向を変えて、再度センサ１１（二
次電子検出器１６）から連続した二次元画像信号を検出
し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次元デジタル画像信号に変換
し、画像処理部２５で検査することによって、全領域に
亘って同一の検査基準（判定基準）で検査することがで
きる。By the way, as shown in FIGS. 6 and 17, the change region due to charge-up changes mainly in relation to the scanning direction of the electron beam scanned at a high speed. By rotating the inspection object 20 by 90 degrees or 180 degrees to change the scanning direction of the electron beam, a continuous two-dimensional image signal is detected again from the sensor 11 (secondary electron detector 16). By converting into a two-dimensional digital image signal by the / D converter 24 and inspecting by the image processing unit 25, it is possible to inspect with the same inspection standard (judgment standard) over the entire region.
【００７６】図２３は、本発明に係る電子線を用いて半
導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシステ
ムの第７の実施の形態を示した図である。図２３に示す
第７の実施の形態においては、被検査対象物２０（２
８）をローデイングし、全体制御部２６からの指令によ
りステージ４６をステージ制御部５０からの制御により
位置合わせをした後、被検査対象物２０上のあるチップ
またはブロックまたは単位領域（パターンからなる場合
も含む）について、電子線を１回走査してセンサ１１
（二次電子検出器１６）から連続した第１の二次元画像
信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４で第１の二次元デジタ
ル画像信号に変換して検査条件適正化部２７ｃの画像メ
モリ２３２に記憶すると共に画像処理部２５の画像メモ
リ５２に記憶する。次に同じチップまたはブロックまた
は単位領域（パターンからなる場合も含む）について、
電子線を複数回走査して（高速に走査する方向を変えて
もよい。）センサ１１（二次電子検出器１６）から連続
した第２の二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４
で第２の二次元デジタル画像信号に変換し、検査条件適
正化部２７ｃのＣＰＵ等から構成されるチャージアップ
判定部２３３において、上記画像メモリ２３２（１３
３）に記憶された第１の二次元デジタル画像信号と上記
第２の二次元デジタル画像信号との差を算出してチャー
ジアップによる変化領域を示す二次元のマスクデータ
（マスク信号）（例えば図６（ｄ）（ｅ）および図８
（ｃ）に示す）を形成してメモリ２３４に記憶する。た
だし、チャージアップによる変化領域を示す二次元のマ
スクデータ（マスク信号）に対して変化領域のみを拡大
する処理を施してそれをマスクデータ（マスク信号）２
３５としてメモリ２３４に記憶しておくことが望まし
い。なお、チャージアップによる変化領域における検査
基準（判定基準）については、チャージアップ判定部２
３３において求められる上記変化領域における平均的な
明るさに基づいて定めても良い。また上記変化領域以外
における検査基準（判定基準）については、上部パター
ン領域と下部パターン領域との間の画像コントラストρ
に基づいて定めれば良い。このように検査条件適正化部
２７ｃにおいてマスクデータ２３５が作成されるまで、
画像比較手段５３において検査を実行しないものとす
る。FIG. 23 is a diagram showing a seventh embodiment of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention. In the seventh embodiment shown in FIG. 23, the inspection object 20 (2
8) is loaded, and the stage 46 is aligned by the control of the stage control unit 50 according to a command from the overall control unit 26, and then a certain chip or block or unit area (in the case of a pattern) on the inspected object 20. (Including), the sensor 11 scans the electron beam once.
The continuous first two-dimensional image signal is detected from the (secondary electron detector 16), converted into the first two-dimensional digital image signal by the A / D converter 24, and the image memory of the inspection condition optimizing unit 27c. 232 and the image memory 52 of the image processing unit 25. Next, for the same chip or block or unit area (including the case where it consists of patterns),
The electron beam is scanned a plurality of times (the scanning direction may be changed at a high speed), the continuous second two-dimensional image signal is detected from the sensor 11 (secondary electron detector 16), and the A / D converter is detected. 24
Is converted into a second two-dimensional digital image signal by the charge-up determination unit 233 including a CPU of the inspection condition optimization unit 27c, and the image memory 232 (13)
3) The two-dimensional mask data (mask signal) (mask signal) showing the change area due to charge-up by calculating the difference between the first two-dimensional digital image signal stored in 3) and the second two-dimensional digital image signal. 6 (d) (e) and FIG.
(Shown in (c)) and stored in memory 234. However, the two-dimensional mask data (mask signal) indicating the changed area due to charge-up is subjected to the process of enlarging only the changed area and the mask data (mask signal) 2
It is desirable to store 35 in the memory 234. Regarding the inspection standard (determination standard) in the change area due to charge-up, the charge-up determination unit 2
It may be determined based on the average brightness in the change area obtained in 33. As for the inspection standard (determination standard) other than the above-mentioned changed region, the image contrast ρ between the upper pattern region and the lower pattern region is
It should be decided based on. In this way, until the mask data 235 is created by the inspection condition optimization unit 27c,
The image comparison means 53 does not execute the inspection.
【００７７】次に実際に被検査対象物（ウエハ）を検査
する場合、図２２に示す実施の形態と同様になる。即
ち、全体制御部２６からの指令によりステージ４６をス
テージ制御部５０からの制御により被検査対象物（ウエ
ハ）を所定の速度でＹ方向に駆動しながら走査制御部４
７からの制御によりビーム偏向器１５を用いて電子線源
１４よりの電子ビームをＸ方向に走査してセンサ１１
（二次電子検出器１６）からチップまたはブロックまた
は単位領域が繰り返される連続した二次元画像信号を検
出し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次元デジタル画像信号に変
換する。次に画像比較手段５３において、検出した二次
元デジタル画像信号と画像メモリ５２に記憶された第１
の二次元デジタル画像信号のうち、本来同一であること
が期待される（例えば繰り返されるチップまたはブロッ
クまたは単位領域毎の）画像信号同士を比較する際、上
記メモリ２３４に記憶されたマスクデータ２３５を読出
して、走査制御部４７からビーム偏向器１５に与える電
子ビームの偏向量（走査量）およびステージ制御部５０
によってステージを走行させる変位量（走行量）のデー
タ（位置情報）２２１に基づいて、読出されたマスクデ
ータ２３５を上記比較される第１の二次元デジタル画像
信号と位置合わせさせ、上記マスクデータ２３５に基づ
いて変化領域とそれ以外の領域とにおいて検査基準（判
定基準）を変えて画像信号同士が異なる部分を欠陥とし
て判定し、画像処理部２５内または全体制御部２６内の
メモリに記録する。即ち、画像比較手段５３において、
本来同一であることが期待される（例えば繰り返される
チップまたはブロックまたは単位領域毎の）画像信号同
士を比較する際、上記マスクデータ２３５に基づいてチ
ャージアップによる変化領域とそれ以外の領域とにおい
て検査基準（判定基準）を変える（例えばチャージアッ
プによる変化領域において感度を低下させる）ことによ
って、チャージアップによって検出されるデジタル画像
信号に変化が生じたとしても、誤検出を防止することが
できる。Next, when actually inspecting the object to be inspected (wafer), it becomes the same as the embodiment shown in FIG. That is, the scanning controller 4 drives the stage 46 in response to a command from the overall controller 26 and drives the object to be inspected (wafer) in the Y direction at a predetermined speed under the control of the stage controller 50.
The beam deflector 15 is used under the control of the sensor 7 to scan the electron beam from the electron beam source 14 in the X direction and the sensor 11
The (secondary electron detector 16) detects a continuous two-dimensional image signal in which chips, blocks, or unit areas are repeated, and the A / D converter 24 converts the signal into a two-dimensional digital image signal. Next, in the image comparing means 53, the detected two-dimensional digital image signal and the first two-dimensional digital image signal stored in the image memory 52 are stored.
Of the two-dimensional digital image signals, which are originally expected to be the same (for example, for repeated chips, blocks, or unit areas), the mask data 235 stored in the memory 234 is used. The deflection amount (scanning amount) of the electron beam read out and given from the scan control unit 47 to the beam deflector 15 and the stage control unit 50.
The read mask data 235 is aligned with the first two-dimensional digital image signal to be compared on the basis of the displacement amount (travel amount) data (position information) 221 by which the mask data 235 is compared. Based on the above, the inspection standard (determination standard) is changed between the changed area and the other area, and the portion where the image signals are different from each other is determined as a defect and recorded in the memory within the image processing unit 25 or the overall control unit 26. That is, in the image comparison means 53,
When comparing image signals that are originally expected to be the same (for example, for repeated chips or blocks or for each unit area), the change area due to charge-up and the other area are inspected based on the mask data 235. Even if the digital image signal detected by the charge-up changes, the erroneous detection can be prevented by changing the reference (judgment standard) (for example, reducing the sensitivity in the change area due to the charge-up).
【００７８】ところで、図６および図１７に示すよう
に、主として電子線の高速に走査される走査方向と関係
してチャージアップによる変化領域が変化するので、例
えば試料台２１を９０度または１８０度回転させること
によって被検査対象物２０を９０度または１８０度回転
させて電子線の走査方向を変えて、再度センサ１１（二
次電子検出器１６）から連続した二次元画像信号を検出
し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次元デジタル画像信号に変換
し、画像処理部２５で検査することによって、全領域に
亘って同一の検査基準（判定基準）で検査することがで
きる。By the way, as shown in FIGS. 6 and 17, the change region due to charge-up changes mainly in relation to the scanning direction in which the electron beam is scanned at a high speed. By rotating the inspection object 20 by 90 degrees or 180 degrees to change the scanning direction of the electron beam, a continuous two-dimensional image signal is detected again from the sensor 11 (secondary electron detector 16). By converting into a two-dimensional digital image signal by the / D converter 24 and inspecting by the image processing unit 25, it is possible to inspect with the same inspection standard (judgment standard) over the entire region.
【００７９】図２４は、本発明に係る電子線を用いて半
導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシステ
ムの第８の実施の形態を示した図である。図２４に示す
第８実施の形態は、被検査対象物の表面において同一線
上を電子線を往復走査または２回走査をしながら、二次
元に走査してセンサ１１（二次電子検出器１６）からチ
ップまたはブロックまたは単位領域が繰り返される連続
した二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器２４で二次
元デジタル画像信号に変換する場合を示す。２４１は、
往復走査または２回走査のうちのＡ／Ｄ変換器２４から
得られる先の１走査線のデジタル画像信号を記憶するシ
フトレジスタ等で構成するメモリである。２４２は画像
加算回路で、メモリ２４１からの先の１走査線のデジタ
ル画像信号とＡ／Ｄ変換器２４から得られる後の１走査
線のデジタル画像信号とを加算するものである。往復走
査の場合には、画像加算回路２４２において、メモリ２
４１から先の１走査線のデジタル画像信号を１８０度反
転させて読出す必要がある。２４３はゲート回路で、往
復走査または２回走査のうちの先の走査の間閉じる回路
である。FIG. 24 is a diagram showing an eighth embodiment of a system for detecting a pattern on a target object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention. In the eighth embodiment shown in FIG. 24, the sensor 11 (secondary electron detector 16) is two-dimensionally scanned while reciprocally scanning or twice scanning the electron beam on the same line on the surface of the inspection object. The case where a continuous two-dimensional image signal in which chips, blocks, or unit areas are repeated is detected and converted into a two-dimensional digital image signal by the A / D converter 24 is shown. 241 is
It is a memory composed of a shift register or the like for storing the digital image signal of the preceding one scanning line obtained from the A / D converter 24 of the reciprocal scanning or the double scanning. An image addition circuit 242 adds the preceding digital image signal of one scanning line from the memory 241 and the subsequent digital image signal of one scanning line obtained from the A / D converter 24. In the case of reciprocal scanning, in the image adding circuit 242, the memory 2
It is necessary to invert the digital image signal of one scanning line from 41 to 180 degrees and read it. Reference numeral 243 denotes a gate circuit, which is a circuit that is closed during the reciprocating scan or the previous scan of the two scans.
【００８０】図２４に示す実施の形態においては、被検
査対象物２０（２８）をローデイングし、全体制御部２
６からの指令によりステージ４６をステージ制御部５０
からの制御により位置合わせをした後、被検査対象物２
０上のあるチップまたはブロックまたは単位領域（パタ
ーンからなる場合も含む）について、電子線を往復走査
または２回走査しながら、二次元に走査してセンサ１１
（二次電子検出器１６）から往復走査または２回走査し
ながらの連続した二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換
器２４で往復走査または２回走査しながらの二次元デジ
タル画像信号に変換し、検査条件適正化部２７ｄのＣＰ
Ｕ等から構成されるチャージアップ判定部２３３におい
て、上記チップまたはブロックまたは単位領域につい
て、メモリ２４１から得られる往復走査または２回走査
の内の先の走査線に基づく二次元デジタル画像信号とＡ
／Ｄ変換器２４から得られる往復走査または２回走査の
内の後の走査線に基づく二次元デジタル画像信号とを差
を算出してチャージアップによる変化領域を示す二次元
のマスクデータ（マスク信号）（例えば図６（ｄ）
（ｅ）および図８（ｃ）に示す）を形成してメモリ２３
４に記憶する。ただし、チャージアップによる変化領域
を示す二次元のマスクデータ（マスク信号）に対して変
化領域のみを拡大する処理を施してそれをマスクデータ
（マスク信号）２３５としてメモリ２３４に記憶してお
くことが望ましい。次に実際に被検査対象物（ウエハ）
を検査する場合、図２２および図２３に示す実施の形態
と同様になる。なお、検査が行われる二次元のデジタル
画像信号が加算回路２４２で加算されたものであるた
め、Ｓ／Ｎ比の向上が図られて、高信頼度の検査を実現
することができる。しかし、電子線の走査が複雑になる
と共に往復走査または２回走査によって得られるデジタ
ル画像信号の位置合わせを正確にすることが必要とな
る。In the embodiment shown in FIG. 24, the object to be inspected 20 (28) is loaded and the overall control unit 2
In response to a command from 6, the stage 46 is moved to the stage control unit 50.
Object to be inspected 2 after alignment by control from
For a certain chip or block or unit area (including a case where it is composed of a pattern) on 0, the sensor 11 is two-dimensionally scanned while reciprocally scanning or twice with an electron beam.
From the (secondary electron detector 16), a continuous two-dimensional image signal while reciprocating or scanning twice is detected, and converted into a two-dimensional digital image signal while reciprocating or twice scanning by the A / D converter 24. Converted and CP of inspection condition optimization unit 27d
In the charge-up determination unit 233 composed of U or the like, for the chip, the block, or the unit area, the two-dimensional digital image signal based on the previous scan line of the reciprocal scan or the double scan obtained from the memory 241 and A
The two-dimensional mask data (mask signal) indicating a change area due to charge-up is calculated by calculating the difference between the two-dimensional digital image signal based on the scanning line after the reciprocal scanning or the two-time scanning obtained from the D / D converter 24. ) (Eg FIG. 6 (d)
(E) and FIG. 8 (c)) to form the memory 23
Store in 4. However, it is possible to perform a process of enlarging only the change area on the two-dimensional mask data (mask signal) indicating the change area due to charge-up and store it in the memory 234 as mask data (mask signal) 235. desirable. Next, the object to be inspected (wafer)
When inspecting, the same as in the embodiment shown in FIGS. 22 and 23. Since the two-dimensional digital image signals to be inspected are added by the adder circuit 242, the S / N ratio can be improved and the inspection with high reliability can be realized. However, the electron beam scanning becomes complicated, and it is necessary to accurately align the digital image signals obtained by the reciprocal scanning or the double scanning.
【００８１】図２５は、本発明に係る電子線を用いて半
導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシステ
ムの第９の実施の形態を示した図である。図２５に示す
第９実施の形態は、画像比較手段２５４において、本来
同一であることが期待される（例えば繰り返されるチッ
プまたはブロックまたは単位領域毎の）画像信号同士を
比較して不一致として欠陥候補を検出し、この欠陥候補
が含まれている比較された２つの画像の各々を切りだし
回路２５５、２５６の各々により切りだして一旦画像メ
モリ２５７、２５８の各々に記憶し、詳細解析手段２５
９において検査条件設定部２８から得られるチャージア
ップによる変化領域を示す二次元のマスクデータ（マス
ク信号）等を用いて検査基準（判定基準）を変更したり
してチャージアップについて考慮し、真の微細な欠陥等
を検査できるようにしたものである。即ち、遅延回路２
５１は、繰り返されるチップまたはブロックまたは単位
領域分、デジタル画像信号を遅延させるためのもので例
えばシフトレジスタ等で構成される。画像メモリ２５
２、２５３の各々は、複数の走査線からなるある領域の
デジタル画像を記憶するものである。画像比較手段２５
４は、画像メモリ２５２、２５３の各々に記憶された本
来同一であることが期待されるデジタル画像信号を比較
して不一致として欠陥候補を抽出するものである。切り
だし回路２５５、２５６の各々は、画像比較手段２５４
で抽出された欠陥候補が含まれているデジタル画像信号
の各々を、各画像メモリ２５２、２５３の各々から切り
だして画像メモリ２５７、２５８の各々に記憶させるも
のである。詳細解析手段２５９は、画像メモリ２５７、
２５８の各々に切り出されて欠陥候補が含まれるデジタ
ル画像同士を、検査条件設定部２８から得られるチャー
ジアップによる変化領域を示す二次元のマスクデータ
（マスク信号）等を用いて検査基準（判定基準）を変更
したりして詳細解析を行って、真の微細な欠陥等を検査
することができる。この実施の形態によれば、詳細解析
に時間を要する場合、センサ１１（二次電子検出器１
６）から検出される画像の発生に同期させることなく、
真の微細な欠陥等をチャージアップに大きく影響を受け
ることなく、検査することができる。特に真の微細な欠
陥等を見付けるためには、デジタル画像同士を検出する
微細な欠陥サイズより正確に位置合わせをする必要が有
り、そのためには位置ずれ検出も必要となり、さらに複
数のパラメータを用いて複数の特徴を抽出し、この抽出
された特徴に合わせて準備された検査基準（判定基準）
に基づいて判定する必要が有り、詳細解析には時間を要
することになる。FIG. 25 is a diagram showing a ninth embodiment of a system for detecting a pattern on a target object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention. In the ninth embodiment shown in FIG. 25, the image comparison means 254 compares image signals that are expected to be originally the same (for example, repeated chips, blocks, or unit areas) with each other, and determines that they are non-coincidence and defect candidates. Is detected, each of the two compared images containing this defect candidate is cut out by each of the cut-out circuits 255, 256, and temporarily stored in each of the image memories 257, 258, and the detailed analysis means 25.
9, the inspection standard (judgment standard) is changed by using the two-dimensional mask data (mask signal) or the like which shows the change area due to the charge up obtained from the inspection condition setting unit 28, and the charge up is taken into consideration. It is designed to be able to inspect fine defects and the like. That is, the delay circuit 2
Reference numeral 51 is for delaying a digital image signal by a repeated chip or block or unit area, and is constituted by, for example, a shift register or the like. Image memory 25
Each of 2, 2 and 253 stores a digital image of an area including a plurality of scanning lines. Image comparison means 25
Reference numeral 4 is for comparing the digital image signals stored in the image memories 252 and 253 and expected to be originally the same, and extracting a defect candidate as a mismatch. Each of the cutout circuits 255 and 256 has an image comparison means 254.
Each of the digital image signals including the defect candidates extracted in step 1 is cut out from each of the image memories 252 and 253 and stored in each of the image memories 257 and 258. The detailed analysis unit 259 includes an image memory 257,
The digital images cut out in each of 258 and including the defect candidates are inspected (judgment criteria) by using two-dimensional mask data (mask signal) or the like obtained from the inspection condition setting unit 28 and showing a change area due to charge-up. ) Can be changed to perform a detailed analysis to inspect true fine defects and the like. According to this embodiment, the sensor 11 (secondary electron detector 1
Without synchronizing with the generation of the image detected from 6),
True fine defects can be inspected without being significantly affected by charge-up. In particular, in order to find a true minute defect, etc., it is necessary to perform alignment more accurately than the minute defect size for detecting digital images. For that purpose, misregistration detection is also required, and more than one parameter is used. A plurality of features to be extracted, and the inspection standard (judgment standard) prepared according to the extracted features
It is necessary to make a determination based on the above, and detailed analysis requires time.
【００８２】図２６は、本発明に係る電子線を用いて半
導体ウエハ等の被対象物上のパターンを検出するシステ
ムの第１０の実施の形態を示した図である。例えばチャ
ージアップによって、図５（ｂ）に示すように、検出さ
れる画像においてパターンが縮小して検出された場合、
例えば繰り返されるチップまたはブロックまたは単位領
域毎の画像信号同士を比較する場合には、比較する画像
信号同士が同じようにパターンが縮小されるため、不一
致としての欠陥を検出することができる。しかし、パタ
ーンの寸法（線幅や厚さ等）の構造的特徴を抽出する場
合には、チャージアップによって検出される画像におい
て変化が生じた場合には、この変化に応じて構造的特徴
を抽出するためのパラメータを変更する必要が有る。FIG. 26 is a diagram showing a tenth embodiment of a system for detecting a pattern on an object such as a semiconductor wafer using an electron beam according to the present invention. For example, when the pattern is reduced and detected in the detected image due to charge-up as shown in FIG. 5B,
For example, when comparing image signals of repeated chips, blocks, or unit areas, the patterns of image signals to be compared are similarly reduced, so that a defect as a mismatch can be detected. However, when extracting structural features such as pattern dimensions (line width, thickness, etc.), if there is a change in the image detected by charge-up, the structural features are extracted according to this change. It is necessary to change the parameters for doing so.
【００８３】この場合の第１０の実施の形態について、
図２６を用いて説明する。被検査対象物の表面断面構造
と同一（特に材質について同一）で、寸法が他の方法に
よって測定されて既知の基準ターゲット（基準試料）を
試料台２１に設置し、その基準ターゲットに対して電子
線を二次元に走査して照射してセンサ１１（二次電子検
出器１６）から二次元画像信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器
２４で二次元のデジタル画像信号に変換し、検査条件適
正化部２７ａでこの変換された二次元のデジタル画像信
号に基づいて基準ターゲットの寸法等の特徴量を算出
し、既知の基準ターゲットの寸法等の特徴量との差を求
めて、例えば図５（ｂ）に示すように、チャージアップ
によるパターンの縮小率等の特徴量の変化率を算出して
外部記憶装置１３７等に記憶する。被検査対象物の表面
断面構造が多数有る場合に、グループ分けして準備する
基準ターゲットの数を減らし、そのグループ内において
は被検査対象物の表面断面構造の設計情報を用いて補間
または補正すればよい。Regarding the tenth embodiment in this case,
This will be described with reference to FIG. A reference target (reference sample) having the same surface cross-sectional structure as the object to be inspected (especially the same in material) and whose dimensions are measured by another method and is known is installed on the sample table 21, and an electron is applied to the reference target. The line is two-dimensionally scanned and irradiated to detect the two-dimensional image signal from the sensor 11 (secondary electron detector 16), and the A / D converter 24 converts the two-dimensional image signal into a two-dimensional digital image signal. The conversion unit 27a calculates the feature amount such as the size of the reference target based on the converted two-dimensional digital image signal, and obtains the difference from the feature amount such as the size of the known reference target. As shown in b), the change rate of the characteristic amount such as the reduction rate of the pattern due to charge-up is calculated and stored in the external storage device 137 or the like. If there are many surface cross-sectional structures of the object to be inspected, reduce the number of reference targets to be divided into groups, and use the design information of the surface cross-sectional structure of the object to be inspected within that group to perform interpolation or correction. Good.
【００８４】検査条件設定部２８においては、被検査対
象物の表面断面構造に応じた特徴量の変化率２６４を読
出して設定する。画像処理部２５において、各種パラメ
ータ設定手段２６１は、被検査対象物の表面断面構造の
種類に応じたパターンの寸法（線幅や厚さ等）等の構造
的特徴抽出用の各種パラメータが入力されて記憶された
ものである。補正手段２６２は、被検査対象物の種類を
指定することによって、各種パラメータ設定手段２６１
に設定記憶されたパターンの寸法等の構造的特徴抽出用
の各種パラメータから所望の被検査対象物の種類に適す
るパラメータが読出され、この読出されたパラメータに
対して特徴量の変化率２６４に応じて補正を実行するも
のである。構造的特徴量抽出手段２６３は、Ａ／Ｄ変換
器２４から得られる被検査対象物２０（２８）の二次元
デジタル画像信号から、補正されたパラメータに基づい
て表面の断面構造の特徴量（パターンの寸法等）を抽出
するものである。即ち、構造的特徴量抽出手段２６３
は、走査制御部４７からビーム偏向器１５に与える電子
ビームの偏向量（走査量）およびステージ制御部５０に
よってステージを走行させる変位量（走行量）のデータ
（位置情報）（被検査対象物上の位置座標を示す）２２
１に基づいて、被検査対象物の表面の断面構造の特徴量
の抽出を行う。このように構造的特徴量抽出手段２６３
においては、構造的特徴量を抽出するパラメータを補正
することにより、被検査対象物２０（２８）の表面上に
生じるチャージアップの現象を考慮した形で被検査対象
物の表面における構造的特徴量を抽出することが出来
る。また構造的特徴量抽出手段２６３において抽出され
た構造的特徴量（パターンの寸法等）について、検査基
準（判定基準）と比較することによって検査を実行する
ことができる。The inspection condition setting unit 28 reads out and sets the rate of change 264 of the characteristic amount according to the surface sectional structure of the object to be inspected. In the image processing unit 25, the various parameter setting means 261 receives various parameters for structural feature extraction such as pattern dimensions (line width, thickness, etc.) according to the type of surface cross-sectional structure of the inspection object. It was remembered. The correction unit 262 specifies various types of inspection target objects to set various parameter setting units 261.
A parameter suitable for the desired type of the object to be inspected is read out from various parameters for structural feature extraction such as the size of the pattern set and stored in the table, and the rate of change 264 of the feature amount is determined in response to the read parameter. Correction is performed. The structural feature amount extraction means 263 extracts the feature amount (pattern) of the cross-sectional structure of the surface based on the corrected parameters from the two-dimensional digital image signal of the inspection object 20 (28) obtained from the A / D converter 24. The dimensions, etc.) are to be extracted. That is, the structural feature amount extraction means 263
Is data (positional information) of the deflection amount (scanning amount) of the electron beam given from the scanning control unit 47 to the beam deflector 15 and the displacement amount (traveling amount) to move the stage by the stage control unit 50 (on the object to be inspected). Position coordinates of)
Based on 1, the feature amount of the cross-sectional structure of the surface of the inspection object is extracted. In this way, the structural feature amount extraction means 263
In the above, by correcting the parameter for extracting the structural feature amount, the structural feature amount on the surface of the inspection target object 20 (28) is considered in consideration of the phenomenon of charge-up occurring on the surface of the inspection target object 20 (28). Can be extracted. Further, the inspection can be executed by comparing the structural feature amount (pattern size, etc.) extracted by the structural feature amount extraction means 263 with the inspection standard (judgment standard).
【００８５】本発明に係る電子線を用いて半導体ウエハ
等の被対象物上のパターンを検出するシステムの第１１
の実施の形態を図２７を用いて説明する。１４は電子線
源、１５はビーム偏向器、１６は二次電子検出器であ
る。２１’はウエハ等の被検査対象物２０を、アースに
接地された針２７２で支持するウエハチャックである。
従って、被検査対象物２０に帯電された電荷が針２７２
を通して逃げること、チャージアップの緩和現象が生じ
ることになる。４６はＸ−Ｙステージである。２７１
は、Ｘ−Ｙステージ４６の位置、被検査対象物２０上の
位置座標を検出する位置モニタ用測長器である。２７３
は電子シャワー発生器で、電子シャワーを二次電子が発
生しない程度に被検査対象物２０上に吹付て、正にチャ
ージアップされたのを中和してチャージアップが生じな
いようにするものである。２７４はイオンシャワー発生
器で、イオンシャワーを二次電子が発生しない程度に被
検査対象物２０上に吹付て、負にチャージアップされた
のを中和してチャージアップが生じないようにするもの
である。２７５は負の電位が付与されたメッシュ電極
で、被検査対象物２０の所望の箇所に集束された電子線
（電子ビーム）５を照射したとき、被検査対象物２０の
表面から発生する二次電子を適正に二次電子検出器１６
で検出するために設けたものである。２４’は、二次電
子検出器１６で検出された二次元の二次電子画像信号を
入力する画像入力部で、Ａ／Ｄ変換器２４を含むもので
ある。２５は画像メモリ５２や画像比較手段５３等を有
する画像処理部で、画像入力部２４’に入力された二次
元の二次電子画像信号と位置モニタ用測長器２７１から
得られる被検査対象物２０上の位置座標とに基づいて上
部パターン等の検査を行うものである。２６は、制御用
計算機（全体制御部）であり、ビーム偏向器１５、Ｘ−
Ｙステージ４６、電子シャワー発生器２７３、イオンシ
ャワー発生器２７４およびメッシュ電極２７５への付与
電圧を制御するものである。特に、制御用計算機（全体
制御部）２６は、電子シャワー発生器２７３およびイオ
ンシャワー発生器２７４で吹き付けた電子およびイオン
によって、二次電子検出器１６で検出される２次電子信
号に影響を及ぼさないように制御する必要が有る。The eleventh system for detecting a pattern on a target object such as a semiconductor wafer using the electron beam according to the present invention.
The embodiment will be described with reference to FIG. Reference numeral 14 is an electron beam source, 15 is a beam deflector, and 16 is a secondary electron detector. Reference numeral 21 ′ is a wafer chuck that supports an object 20 to be inspected such as a wafer with a needle 272 that is grounded.
Therefore, the electric charge charged on the inspection object 20 is applied to the needle 272.
Escape through, the relaxation phenomenon of charge-up will occur. 46 is an XY stage. 271
Is a position-measuring length measuring device for detecting the position of the XY stage 46 and the position coordinates on the inspected object 20. 273
Is an electron shower generator, which sprays the electron shower onto the object 20 to be inspected to the extent that secondary electrons are not generated, and neutralizes positively charged up so that charge up does not occur. is there. An ion shower generator 274 sprays the ion shower onto the object 20 to be inspected to the extent that secondary electrons are not generated to neutralize the negative charge-up and prevent the charge-up from occurring. Is. Reference numeral 275 denotes a mesh electrode to which a negative potential is applied, which is a secondary electrode generated from the surface of the inspected object 20 when the focused electron beam (electron beam) 5 is applied to a desired portion of the inspected object 20. Properly detect electrons as secondary electron detector 16
It is provided for detection in. Reference numeral 24 ′ is an image input unit for inputting a two-dimensional secondary electron image signal detected by the secondary electron detector 16, and includes an A / D converter 24. An image processing unit 25 has an image memory 52, an image comparison unit 53, and the like, and is an object to be inspected obtained from the two-dimensional secondary electronic image signal input to the image input unit 24 'and the position monitor length measuring device 271. The upper pattern and the like are inspected based on the position coordinates on 20. Reference numeral 26 is a control computer (overall control unit), which includes the beam deflector 15 and X-.
The voltage applied to the Y stage 46, the electronic shower generator 273, the ion shower generator 274, and the mesh electrode 275 is controlled. In particular, the control computer (overall control unit) 26 influences the secondary electron signal detected by the secondary electron detector 16 by the electrons and ions sprayed by the electron shower generator 273 and the ion shower generator 274. It is necessary to control it so that it does not exist.
【００８６】なお、本第１１の実施の形態を、前記した
第１〜第１０の実施の形態に適用することも可能であ
る。即ち、前記した第１〜第１０の実施の形態におい
て、被対象物２０の表面に蓄積した電荷が、電子シャワ
ー発生器２７３およびイオンシャワー発生器２７４で吹
き付けた電子およびイオンによって中和されるので、二
次電子または反射電子に基づく検出画像における例えば
コントラストが時間的にほぼ一定の状態で保つことがで
きる。図２１には、ウエハ（半導体基板）２１２が製造
ライン２１１に投入されて多数の製造設備１〜ｎを用い
て製造される製造システムの概略構成を示す。２１３
は、製造ラインを構成する多数の製造設備１〜ｎに対応
して設けられた端末２１４1〜nから入力される様々な製
造条件（製造ロットも含む）と品質検査装置２１５、中
間外観検査装置２１６およびプローブテスタ２１７等で
検査された品質データとが管理される品質管理ネットワ
ークであり、品質管理計算機（図示せず）に接続されて
いる。製造設備に設けられた制御装置を直接品質管理ネ
ットワーク２１３に接続しても良い。The eleventh embodiment can also be applied to the above-described first to tenth embodiments. That is, in the first to tenth embodiments described above, the charge accumulated on the surface of the object 20 is neutralized by the electrons and ions sprayed by the electron shower generator 273 and the ion shower generator 274. For example, the contrast in the detection image based on the secondary electrons or the reflected electrons can be kept substantially constant in time. FIG. 21 shows a schematic configuration of a manufacturing system in which a wafer (semiconductor substrate) 212 is put into a manufacturing line 211 and manufactured using a large number of manufacturing facilities 1 to n. 213
Are various manufacturing conditions (including manufacturing lots) input from terminals 2141 to n provided corresponding to a large number of manufacturing facilities 1 to n constituting a manufacturing line, a quality inspection device 215, and an intermediate appearance inspection device 216. A quality control network that manages quality data inspected by the probe tester 217 and the like, and is connected to a quality control computer (not shown). The control device provided in the manufacturing facility may be directly connected to the quality control network 213.
【００８７】品質検査装置２１５においては、所望の製
造装置まで製造されたウエハ２１２に対して少なくとも
ロット単位で、異物欠陥や寸法測長などの検査を行う検
査装置で、光学式に検査する検査装置や本発明に係る電
子線を用いた検査装置も適用することができる。品質検
査装置２１５は、所望の製造装置まで製造されたウエハ
２１２に対して少なくともロット単位で、インラインで
行っても良い。ここにおいて、露光現像されたレジスト
パターン（光に対して透過性を有する。）等の寸法測定
に本発明に係る電子線を用いた検査装置も適用すること
によって、光学方式に比べて高精度の測定検査結果を得
ることが出来る。中間外観検査装置２１６においては、
所望の製造装置まで製造されたウエハ２１２に対して少
なくともロット単位で、ウエハの表面に形成された配線
パターンやスルホールが形成された絶縁膜パターン等の
検査を行う検査装置で、光学式に検査する検査装置や本
発明に係る電子線を用いた検査装置も適用することがで
きる。中間外観検査装置２１６も、品質検査装置２１５
と同様に所望の製造装置まで製造されたウエハ２１２に
対して少なくともロット単位で、インラインで行っても
良い。ここにおいて、スルホールが形成された絶縁膜パ
ターン等の欠陥検査に本発明に係る電子線を用いた検査
装置も適用することによって、光学方式に比べて高精度
の欠陥検査結果を得ることが出来る。The quality inspection device 215 is an inspection device for inspecting the wafers 212 manufactured up to the desired manufacturing device for at least a lot unit for foreign matter defects, dimension measurement, etc., and is an optical inspection device. Also, the inspection apparatus using the electron beam according to the present invention can be applied. The quality inspection device 215 may perform in-line inspection at least in lot units on the wafers 212 manufactured up to the desired manufacturing device. Here, by applying the inspection apparatus using the electron beam according to the present invention to the dimension measurement of the exposed and developed resist pattern (having a light-transmitting property) and the like, it is possible to obtain a higher accuracy than the optical method. The measurement inspection result can be obtained. In the intermediate appearance inspection device 216,
Optical inspection is performed on at least a lot unit of the wafer 212 manufactured up to the desired manufacturing apparatus by an inspection device that inspects the wiring pattern formed on the surface of the wafer and the insulating film pattern formed with through holes. The inspection device and the inspection device using the electron beam according to the present invention can also be applied. The intermediate appearance inspection device 216 is also a quality inspection device 215.
Similarly to the above, the wafer 212 manufactured up to the desired manufacturing apparatus may be processed inline at least in lot units. Here, by applying the inspection apparatus using the electron beam according to the present invention to the defect inspection of the insulating film pattern having the through holes, it is possible to obtain the defect inspection result with higher accuracy than the optical system.
【００８８】プローブテスタ２１７は、完成されたウエ
ハ上に形成されたＩＣチップ全数に亘って電気的特性検
査を行う装置である。従って、プローブテスタ２１７か
らはウエハ上にチップ毎に不良項目が検出される。品質
管理計算機は、品質検査装置２１５、中間外観検査装置
２１６およびプローブテスタ２１７から得られる検査結
果が品質管理ネットワーク２１３を介して得られ、その
検査結果を解析することによって不良原因が推定され、
その不良原因を誘起する製造工程（製造装置）が特定さ
れ、その情報が製造装置の端末に報告され、不良が発生
しないように製造条件の変更や修正を行う。The probe tester 217 is a device for inspecting electrical characteristics of all the IC chips formed on the completed wafer. Therefore, the probe tester 217 detects defective items for each chip on the wafer. In the quality control computer, the inspection results obtained from the quality inspection device 215, the intermediate appearance inspection device 216, and the probe tester 217 are obtained via the quality control network 213, and the cause of failure is estimated by analyzing the inspection result.
The manufacturing process (manufacturing device) that induces the cause of the defect is specified, the information is reported to the terminal of the manufacturing device, and the manufacturing condition is changed or corrected so that the defect does not occur.
【００８９】即ち、半導体基板（ウエハ）上に、層間絶
縁膜、保護膜等の絶縁膜や配線金属膜等を成膜処理する
成膜ドライプロセス、配線パターンやスルホール等を有
する絶縁膜パターン等を形成するエッチングドライプロ
セス、レジスト塗布して露光現像してレジストパターン
を形成する露光現像プロセス、レジスト除去プロセス、
絶縁膜等を平坦化する平坦化プロセスおよび洗浄プロセ
ス等を経て半導体が製造される。従って、半導体の製造
ラインは、上記各プロセスを実現する各種の処理装置と
該各処理装置を制御する制御装置とを有する多数の製造
装置１〜ｎを配置して構成される。そして本発明に係る
電子線を用いた検査装置を、上記所望の製造装置の間に
設置し、この検査装置によって製造装置で製造されたウ
エハ上のパターンの検査を行い、その結果を品質管理ネ
ットワーク２１３を介して品質管理用計算機に送信し、
品質管理計算機はこの検査データと過去の品質管理デー
タとに基づいて不良原因を究明し、その不良原因を誘起
している製造設備の端末に報告する。報告を受けた端末
は、不良原因に応じた対策制御を製造設備に対して行
う。不良が発生しないように製造条件（プロセス処理条
件）の変更や修正（クリーニングも含む）、即ち制御を
行う。That is, on a semiconductor substrate (wafer), a film forming dry process for forming an insulating film such as an interlayer insulating film and a protective film, a wiring metal film, and the like, an insulating film pattern having a wiring pattern, a through hole, and the like are formed. Etching dry process for forming, exposure and development process for applying resist and exposing and developing to form a resist pattern, resist removing process,
A semiconductor is manufactured through a flattening process for flattening an insulating film and a cleaning process. Therefore, a semiconductor manufacturing line is configured by arranging a large number of manufacturing apparatuses 1 to n each having various kinds of processing apparatuses that realize the above processes and a control apparatus that controls the processing apparatuses. Then, the inspection apparatus using the electron beam according to the present invention is installed between the above-mentioned desired manufacturing apparatuses, the pattern on the wafer manufactured by the manufacturing apparatus is inspected by this inspection apparatus, and the result is inspected by the quality control network. To the quality control computer via 213,
The quality control computer investigates the cause of the defect based on this inspection data and the past quality control data, and reports it to the terminal of the manufacturing facility inducing the cause of the defect. The terminal that received the report controls the manufacturing facility according to the cause of the defect. The manufacturing conditions (process processing conditions) are changed or corrected (including cleaning), that is, control is performed so that defects do not occur.
【００９０】[0090]
【発明の効果】本発明によれば、被対象物に電子線を照
射した際のチャージアップの現象およびチャージアップ
の緩和現象を軽減して被対象物の表面断面構造に適する
検査条件を設定して、被対象物に対して信頼性の高い検
査、計測、画像の表示等を実行することができる効果を
奏する。また本発明によれば、被対象物に電子線を照射
した際生じるチャージアップの現象およびチャージアッ
プの緩和現象に適する検査条件を設定して、被対象物に
対して信頼性の高い検査、計測、画像の表示等を実行す
ることができる効果を奏する。また本発明によれば、半
導体製造ラインの中で製造途中の半導体基板を実際に検
査することができるので、この検査した結果を半導体製
造ラインを構成する製造設備への制御データとして用い
ることにより、信頼性の高い半導体を安定して生産する
ことができる。According to the present invention, the phenomenon of charge-up and the phenomenon of charge-up relaxation when an object is irradiated with an electron beam is reduced to set inspection conditions suitable for the surface cross-sectional structure of the object. Thus, it is possible to perform highly reliable inspection, measurement, image display, and the like on the object. Further, according to the present invention, inspection conditions suitable for a phenomenon of charge-up and a phenomenon of charge-up relaxation that occur when an object is irradiated with an electron beam are set, and highly reliable inspection and measurement are performed on the object. The effect of being able to execute the display of images and the like is produced. Further, according to the present invention, since it is possible to actually inspect the semiconductor substrate in the middle of manufacturing in the semiconductor manufacturing line, by using the result of this inspection as control data to the manufacturing equipment constituting the semiconductor manufacturing line, A highly reliable semiconductor can be stably produced.
【図１】本発明に係る複数の材質に対する加速電圧Ｅと
二次電子放出効率ηとの関係を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an acceleration voltage E and secondary electron emission efficiency η for a plurality of materials according to the present invention.
【図２】図１に示す如く、加速電圧をほぼＥａにして複
数の材質に対して二次電子放出効率ηが近い場合におけ
る検出画像の実施の形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a detected image when the acceleration voltage is set to approximately Ea and the secondary electron emission efficiency η is close to a plurality of materials as shown in FIG.
【図３】本発明に係る材質Ａ（上部パターン）と材質Ｂ
（下部パターン）とからなる表面断面構造を有する被対
象物に電子線を照射して材質Ａ（上部パターン）が正に
チャージアップされる状況を示す略断面図である。3] Material A (upper pattern) and material B according to the present invention
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a situation where a material A (upper pattern) is positively charged up by irradiating an object having a surface cross-sectional structure consisting of (lower pattern) with an electron beam.
【図４】図３に示す如く、材質Ａ（上部パターン）が正
にチャージアップしたときに検出画像において欠陥が小
さく検出させることを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining that a defect is detected small in a detection image when the material A (upper pattern) is positively charged up as shown in FIG.
【図５】材質Ａ（上部パターン）が正にチャージアップ
したときに検出画像において上部パターンが縮小するこ
とを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining that the upper pattern is reduced in the detected image when the material A (upper pattern) is positively charged up.
【図６】材質Ａ（上部パターン）が正にチャージアップ
したときに検出画像においてチャージアップの影響が電
子線の高速走査方向に関係して現われることとマスク信
号とを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing that the influence of charge-up appears in the detected image when the material A (upper pattern) is positively charged-up in relation to the high-speed scanning direction of the electron beam and the mask signal.
【図７】本発明に係る材質Ａ（上部パターン）と材質Ｂ
（下部パターン）とからなる表面断面構造を有する被対
象物に電子線を照射して材質Ａ（上部パターン）が負に
チャージアップされる状況を示す略断面図である。FIG. 7: Material A (upper pattern) and material B according to the present invention
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a situation where a material A (upper pattern) is negatively charged up by irradiating an object having a surface cross-sectional structure consisting of (lower pattern) with an electron beam.
【図８】材質Ａ（上部パターン）が負にチャージアップ
したときに検出画像においてチャージアップの影響とし
てコントラストの低下が現われることとマスク信号とを
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing that a contrast signal appears in the detected image as a result of charge-up when the material A (upper pattern) is negatively charged-up, and a mask signal.
【図９】材質Ａ（上部パターン）が負にチャージアップ
したときに検出画像において電子線の走査回数により変
化することを説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining that when the material A (upper pattern) is negatively charged up, it changes depending on the number of scanning of the electron beam in the detected image.
【図１０】本発明に係るある材質において正および負の
電位勾配αを付与した場合における二次電子放出率ηの
変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in the secondary electron emission rate η when a positive and negative potential gradient α is applied to a material according to the present invention.
【図１１】本発明に係る被対象物の表面断面構造である
上部パターンが材質Ａで下部パターンが材質Ｂの場合に
おいてチャージアップの発生を低減するように適正な加
速電圧Ｅと適正な電位勾配αを設定する実施の形態を説
明するための図である。FIG. 11 shows a proper acceleration voltage E and a proper potential gradient so as to reduce the occurrence of charge-up when the upper pattern, which is the surface sectional structure of the object according to the present invention, is the material A and the lower pattern is the material B. It is a figure for explaining the embodiment which sets up alpha.
【図１２】本発明に係る被対象物の表面断面構造である
上部パターンが材質Ｂで下部パターンが材質Ａの場合に
おいてチャージアップの発生を低減するように適正な加
速電圧Ｅと適正な電位勾配αを設定する実施の形態を説
明するための図である。FIG. 12 is an appropriate acceleration voltage E and an appropriate potential gradient to reduce the occurrence of charge-up when the upper pattern, which is the surface sectional structure of the object according to the present invention, is the material B and the lower pattern is the material A. It is a figure for explaining the embodiment which sets up alpha.
【図１３】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第１の実施の形態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a first embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図１４】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムにおける各種シーケンスを説明するための図
である。FIG. 14 is a diagram for explaining various sequences in the system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図１５】本発明に係る検査条件適正化部および検査条
件設定部のハード構成の一実施の形態を示す概略構成図
である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a hardware configuration of an inspection condition optimizing unit and an inspection condition setting unit according to the present invention.
【図１６】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第２の実施の形態を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a second embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図１７】電子線を往復走査する場合において、検出さ
れる画像信号としてパターンの下流側に生じるチャージ
アップの現象を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining a phenomenon of charge-up that occurs on the downstream side of a pattern as a detected image signal when reciprocally scanning an electron beam.
【図１８】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第３の実施の形態を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a third embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図１９】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第４の実施の形態を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a fourth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２０】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第５の実施の形態を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a fifth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２１】本発明に係る半導体の製造ラインの一実施の
形態を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor manufacturing line according to the present invention.
【図２２】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第６の実施の形態を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a sixth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２３】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第７の実施の形態を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a seventh embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２４】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第８の実施の形態を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an eighth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２５】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第９の実施の形態を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a ninth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２６】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第１０の実施の形態を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing a tenth embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
【図２７】本発明に係る被対象物上のパターンを検出す
るシステムの第１１の実施の形態を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an eleventh embodiment of a system for detecting a pattern on an object according to the present invention.
１…材質Ａ（上部パターン）、２…材質Ｂ（下部パター
ン） ３…材質Ａ（上部パターン）、４…材質Ｂ（下部パター
ン）、５…電子線 ６…二次電子、７…欠陥、８…材質Ａ（上部パターン） ９…材質Ｂ（下部パターン）、１１…センサ（二次電子
検出器） １３…高さ検出センサ、１４…電子線源、１５…ビーム
偏向器 １６…二次電子検出器、１７…ＥｘＢ、 １８…対物レ
ンズ １９…電位付与手段（グリッド等）、２０…被対象物
（被検査対象物） ２１…試料台、２２…焦点位置制御部、２３…電位制御
部 ２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…画像処理部、２６…全体制
御部（制御用計算機） ２８…ウエハ、２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ
…検査条件適正化部 ２８…検査条件設定部、４５…真空試料室、４６…ステ
ージ ４７…走査制御部、４８…グリッド電圧調整、４９…試
料台電位調整 ５０…ステージ制御部、５１…線源電位調整、５２…画
像メモリ ５３…画像比較手段、５４…画像表示部、５５…モニ
タ、５６…計測処理部 ７１…二次電子、７２…負の等電位線、７３…０Ｖの等
電位線 １３１…ＣＰＵ、１３２…ＲＯＭ、１３３…画像メモ
リ、１３４…ＲＡＭ １３５…入力手段（キーボード、マウス等）、１３６…
表示手段（モニタ） １３７…外部記憶装置、１３８…ＣＡＤデータ、２１１
…製造ライン ２１２…ウエハ、２１３…品質管理ネットワーク、２１
４…端末 ２１５…品質検査装置、２１６…中間外観検査装置、２
１７…プローブテスタ ２３２…画像メモリ、２３４…メモリ、２３５…マスク
データ ２４１…メモリ、２４２…画像加算回路、２４３…ゲー
ト回路 ２５１…遅延回路、２５４…画像比較手段、２５５、２
５６…切りだし回路 ２５７、２５８…画像メモリ、２５９…詳細解析手段 ２６３…構造的特徴抽出手段、２７１…位置モニタ用測
長器 ２７３…電子シャワー発生器、２７４…イオンシャワー
発生器1 ... Material A (upper pattern), 2 ... Material B (lower pattern) 3 ... Material A (upper pattern), 4 ... Material B (lower pattern), 5 ... Electron beam 6 ... Secondary electron, 7 ... Defect, 8 ... Material A (upper pattern) 9 ... Material B (lower pattern), 11 ... Sensor (secondary electron detector) 13 ... Height detection sensor, 14 ... Electron beam source, 15 ... Beam deflector 16 ... Secondary electron detection Container, 17 ... ExB, 18 ... Objective lens 19 ... Potential applying means (grid etc.), 20 ... Object (object to be inspected) 21 ... Sample stage, 22 ... Focus position control section, 23 ... Potential control section 24 ... A / D converter, 25 ... Image processing unit, 26 ... Overall control unit (control computer) 28 ... Wafer, 27, 27a, 27b, 27c, 27d
Inspecting condition optimizing unit 28 ... Inspecting condition setting unit, 45 ... Vacuum sample chamber, 46 ... Stage 47 ... Scanning control unit, 48 ... Grid voltage adjustment, 49 ... Sample stage potential adjustment 50 ... Stage control unit, 51 ... Radiation source Potential adjustment, 52 ... Image memory 53 ... Image comparison means, 54 ... Image display unit, 55 ... Monitor, 56 ... Measurement processing unit 71 ... Secondary electron, 72 ... Negative equipotential line, 73 ... 0V equipotential line 131 ... CPU, 132 ... ROM, 133 ... Image memory, 134 ... RAM 135 ... Input means (keyboard, mouse, etc.), 136 ...
Display means (monitor) 137 ... External storage device, 138 ... CAD data, 211
Manufacturing line 212 Wafer 213 Quality control network 21
4 ... Terminal 215 ... Quality inspection device, 216 ... Intermediate appearance inspection device, 2
17 ... Probe tester 232 ... Image memory, 234 ... Memory, 235 ... Mask data 241, ... Memory, 242 ... Image addition circuit, 243 ... Gate circuit 251, ... Delay circuit, 254 ... Image comparison means, 255, 2
56 ... Cutout circuit 257, 258 ... Image memory, 259 ... Detailed analysis means 263 ... Structural feature extraction means, 271 ... Position monitor length measuring device 273 ... Electronic shower generator, 274 ... Ion shower generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｃ Ｚ (72)発明者 久邇 朝宏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松山 幸雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 高木 裕治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 品田 博之 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 野副 真理 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 杉本 有俊 東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製 作所デバイス開発センタ内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl.6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/66 H01L 21/66 C Z (72) Inventor Asahiro Kunibe Yoshida Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture 292, Machi Co., Ltd., Hitachi, Ltd., Production Technology Laboratory (72) Inventor, Yukio Matsuyama, Yoshida, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture 292, Machi Co., Ltd., Production Engineering Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Hiroyuki Shinada 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Metropolitan Institute, Hitachi, Ltd. Address Stock Company Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Aritoshi Sugimoto 2 Imai, Ome-shi, Tokyo Address 326 Hitachi Device Manufacturing Center Device Development Center
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193143AJPH09320505A (en) | 1996-03-29 | 1996-07-23 | Electron beam inspection method and apparatus, semiconductor manufacturing method and manufacturing line thereof |
| US08/824,413US5986263A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| US09/437,313US6172365B1 (en) | 1996-03-29 | 1999-11-10 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| US09/752,468US6373054B2 (en) | 1996-03-29 | 2001-01-03 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| US10/103,194US6717142B2 (en) | 1996-03-29 | 2002-03-22 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| US10/785,949US6828554B2 (en) | 1996-03-29 | 2004-02-26 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| US11/003,506US7122796B2 (en) | 1996-03-29 | 2004-12-06 | Electron beam inspection method and apparatus and semiconductor manufacturing method and its manufacturing line utilizing the same |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7584696 | 1996-03-29 | ||
| JP8-75846 | 1996-03-29 | ||
| JP8193143AJPH09320505A (en) | 1996-03-29 | 1996-07-23 | Electron beam inspection method and apparatus, semiconductor manufacturing method and manufacturing line thereof |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002065506ADivisionJP2002310963A (en) | 1996-03-29 | 2002-03-11 | Electron beam inspection method and apparatus, and semiconductor manufacturing method |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320505Atrue JPH09320505A (en) | 1997-12-12 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193143APendingJPH09320505A (en) | 1996-03-29 | 1996-07-23 | Electron beam inspection method and apparatus, semiconductor manufacturing method and manufacturing line thereof |
| Country | Link |
|---|---|
| US (6) | US5986263A (en) |
| JP (1) | JPH09320505A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208085A (en)* | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Schlumberger Technol Inc | Voltage contrasting method for semiconductor inspection using low voltage particle beam and device |
| JP2000277048A (en)* | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Nikon Corp | Apparatus and method for observing object surface using charged particle beam |
| JP2001236915A (en)* | 1999-09-03 | 2001-08-31 | Applied Materials Inc | Focusing method and system |
| JP2003303568A (en)* | 2002-04-11 | 2003-10-24 | Keyence Corp | Method of preventing charge up of electron microscope, and electron microscope |
| JP2004134374A (en)* | 2002-07-09 | 2004-04-30 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Observation method of semiconductor device through electronic microscope, and device for the same |
| WO2006016613A1 (en)* | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning type electron microscope |
| JP2006208367A (en)* | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Hitachi High-Technologies Corp | Pattern inspection method and inspection apparatus |
| US7241993B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-07-10 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| JP2007189238A (en)* | 1998-04-20 | 2007-07-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor inspection apparatus |
| JP2007220615A (en)* | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam apparatus and charged particle beam image generation method |
| JP2007533089A (en)* | 2004-04-15 | 2007-11-15 | ナヴォテック・ゲーエムベーハー | Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles |
| JP2009192345A (en)* | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Hitachi High-Technologies Corp | Appearance inspection method and inspection apparatus |
| US7728294B2 (en) | 2006-06-08 | 2010-06-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor wafer inspection tool and semiconductor wafer inspection method |
| JP2010267766A (en)* | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Hitachi High-Technologies Corp | Wafer inspection condition determination method and wafer inspection condition determination system |
| WO2011001635A1 (en)* | 2009-06-30 | 2011-01-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Semiconductor inspection device and semiconductor inspection method using the same |
| WO2011121875A1 (en)* | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Electron beam irradiation method and scanning electron microscope |
| US8036447B2 (en) | 2005-02-01 | 2011-10-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection apparatus for inspecting patterns of a substrate |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127683A (en)* | 1996-09-05 | 2000-10-03 | Hitachi, Ltd. | Electron beam drawing apparatus |
| US6466687B1 (en)* | 1997-02-12 | 2002-10-15 | The University Of Iowa Research Foundation | Method and apparatus for analyzing CT images to determine the presence of pulmonary tissue pathology |
| US6504393B1 (en)* | 1997-07-15 | 2003-01-07 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for testing semiconductor and integrated circuit structures |
| US6365897B1 (en)* | 1997-12-18 | 2002-04-02 | Nikon Corporation | Electron beam type inspection device and method of making same |
| US6452677B1 (en)* | 1998-02-13 | 2002-09-17 | Micron Technology Inc. | Method and apparatus for detecting defects in the manufacture of an electronic device |
| US6509564B1 (en)* | 1998-04-20 | 2003-01-21 | Hitachi, Ltd. | Workpiece holder, semiconductor fabricating apparatus, semiconductor inspecting apparatus, circuit pattern inspecting apparatus, charged particle beam application apparatus, calibrating substrate, workpiece holding method, circuit pattern inspecting method, and charged particle beam application method |
| ID26236A (en) | 1998-05-15 | 2000-12-07 | Astrazeneca Ab | BENZAMIDA DEPOSIT FOR TREATMENT DISEASE EXPANDED BY SITOKINA |
| US6124140A (en)* | 1998-05-22 | 2000-09-26 | Micron Technology, Inc. | Method for measuring features of a semiconductor device |
| JP3666267B2 (en) | 1998-09-18 | 2005-06-29 | 株式会社日立製作所 | Automatic charged particle beam scanning inspection system |
| JP4236742B2 (en)* | 1998-10-29 | 2009-03-11 | 株式会社日立製作所 | Scanning electron microscope |
| JP2000162286A (en)* | 1998-12-01 | 2000-06-16 | Advantest Corp | Electron beam tester and image-processing device |
| US6252412B1 (en) | 1999-01-08 | 2001-06-26 | Schlumberger Technologies, Inc. | Method of detecting defects in patterned substrates |
| US6421457B1 (en)* | 1999-02-12 | 2002-07-16 | Applied Materials, Inc. | Process inspection using full and segment waveform matching |
| US6414308B1 (en)* | 1999-03-12 | 2002-07-02 | International Business Machines Corporation | Method for determining opened/unopened semiconductor contacts using a scanning electron microscope |
| KR100546289B1 (en) | 1999-04-23 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | In-line monitoring method of contact hole using electron beam inspection device |
| US6538249B1 (en) | 1999-07-09 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Image-formation apparatus using charged particle beams under various focus conditions |
| US6763130B1 (en)* | 1999-07-21 | 2004-07-13 | Applied Materials, Inc. | Real time defect source identification |
| US6545491B2 (en) | 1999-08-27 | 2003-04-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for detecting defects in semiconductor devices and methods of using the same |
| KR100351059B1 (en)* | 2000-11-23 | 2002-09-05 | 삼성전자 주식회사 | apparauts for detecting electrical defect in semiconductor device and electrical defect detection method of semiconductor device using the same |
| JP3737656B2 (en)* | 1999-09-27 | 2006-01-18 | 株式会社東芝 | Charged beam exposure method |
| US6724928B1 (en)* | 1999-12-02 | 2004-04-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Real-time photoemission detection system |
| JP2001189263A (en)* | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Toshiba Corp | Misalignment inspection method and charged beam exposure method |
| US6664546B1 (en)* | 2000-02-10 | 2003-12-16 | Kla-Tencor | In-situ probe for optimizing electron beam inspection and metrology based on surface potential |
| JP3784603B2 (en)* | 2000-03-02 | 2006-06-14 | 株式会社日立製作所 | Inspection method and apparatus, and inspection condition setting method in inspection apparatus |
| JP3670553B2 (en)* | 2000-03-27 | 2005-07-13 | 株式会社東芝 | Semiconductor integrated circuit analyzing apparatus, semiconductor integrated circuit analyzing method, and recording medium recording program for executing semiconductor integrated circuit analyzing method |
| JP4290316B2 (en)* | 2000-05-11 | 2009-07-01 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | Inspection method and inspection device for wiring short-circuited portion |
| JP3874996B2 (en)* | 2000-05-30 | 2007-01-31 | ファブソリューション株式会社 | Device inspection method and apparatus |
| US7235800B1 (en)* | 2000-05-31 | 2007-06-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Electrical probing of SOI circuits |
| JP4408538B2 (en)* | 2000-07-24 | 2010-02-03 | 株式会社日立製作所 | Probe device |
| JP2002076087A (en)* | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | Sampling inspection management system |
| JP2002134396A (en)* | 2000-10-25 | 2002-05-10 | Sony Corp | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor pattern automatic regulator |
| JP3943022B2 (en)* | 2000-12-01 | 2007-07-11 | 株式会社荏原製作所 | Board inspection equipment |
| JP2003004427A (en)* | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Hitachi Ltd | Defect inspection method and apparatus using image comparison |
| JP2003100246A (en) | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Toshiba Corp | Charged beam device, pattern measuring method and pattern drawing method |
| US7361894B2 (en)* | 2002-10-22 | 2008-04-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method of forming a sample image and charged particle beam apparatus |
| WO2003044821A1 (en)* | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Sample imaging method and charged particle beam system |
| US7034296B2 (en)* | 2001-11-21 | 2006-04-25 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method of forming a sample image and charged particle beam apparatus |
| US6850321B1 (en)* | 2002-07-09 | 2005-02-01 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Dual stage defect region identification and defect detection method and apparatus |
| US7170075B2 (en)* | 2002-07-18 | 2007-01-30 | Rudolph Technologies, Inc. | Inspection tool with a 3D point sensor to develop a focus map |
| US6990743B2 (en)* | 2002-08-29 | 2006-01-31 | Micron Technology, Inc. | Process for monitoring measuring device performance |
| US7528614B2 (en)* | 2004-12-22 | 2009-05-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for voltage contrast analysis of a wafer using a tilted pre-charging beam |
| US6724476B1 (en)* | 2002-10-01 | 2004-04-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Low defect metrology approach on clean track using integrated metrology |
| US20040069945A1 (en)* | 2002-10-09 | 2004-04-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for measuring an electrical charge of a photoresist layer |
| US7015467B2 (en)* | 2002-10-10 | 2006-03-21 | Applied Materials, Inc. | Generating electrons with an activated photocathode |
| US7446474B2 (en)* | 2002-10-10 | 2008-11-04 | Applied Materials, Inc. | Hetero-junction electron emitter with Group III nitride and activated alkali halide |
| JP2004198265A (en)* | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Dainippon Printing Co Ltd | Processed product appearance inspection, sorting method and processed product appearance inspection, sorting system |
| JP2004227879A (en)* | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Hitachi Ltd | Pattern inspection method and pattern inspection device |
| JP3787123B2 (en)* | 2003-02-13 | 2006-06-21 | 株式会社東芝 | Inspection method, processor, and semiconductor device manufacturing method |
| JP4056412B2 (en)* | 2003-03-10 | 2008-03-05 | 株式会社東京精密 | Pattern inspection method and apparatus |
| US7211796B2 (en)* | 2003-05-27 | 2007-05-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Substrate inspection apparatus, substrate inspection method and method of manufacturing semiconductor device |
| US7196300B2 (en)* | 2003-07-18 | 2007-03-27 | Rudolph Technologies, Inc. | Dynamic focusing method and apparatus |
| AU2003284339A1 (en)* | 2003-07-30 | 2005-03-07 | Applied Materials Israel, Ltd. | Scanning electron microscope having multiple detectors and a method for multiple detector based imaging |
| US7870504B1 (en) | 2003-10-01 | 2011-01-11 | TestPlant Inc. | Method for monitoring a graphical user interface on a second computer display from a first computer |
| KR20050033167A (en)* | 2003-10-06 | 2005-04-12 | 삼성전자주식회사 | A copy apparatus having 180°rotation copy function and 180°rotation copy method |
| JP4230880B2 (en)* | 2003-10-17 | 2009-02-25 | 株式会社東芝 | Defect inspection method |
| US7842933B2 (en)* | 2003-10-22 | 2010-11-30 | Applied Materials Israel, Ltd. | System and method for measuring overlay errors |
| KR101056142B1 (en) | 2004-01-29 | 2011-08-10 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | Computerized method for detecting defects in reticle design data |
| JP2005243681A (en)* | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Tokyo Electron Ltd | Film modifying method, film modifying apparatus and control method of amount of slimming |
| JP4528014B2 (en)* | 2004-04-05 | 2010-08-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Sample inspection method |
| US7232997B2 (en)* | 2004-04-15 | 2007-06-19 | Nawotec Gmbh | Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles |
| US7017933B2 (en)* | 2004-05-27 | 2006-03-28 | Mickley Anthony M | Lighted guide post assembly for boat trailers |
| US7813638B2 (en)* | 2004-06-07 | 2010-10-12 | Rudolph Technologies, Inc. | System for generating camera triggers |
| US7634127B1 (en)* | 2004-07-01 | 2009-12-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Efficient storage of fail data to aid in fault isolation |
| JP2006058083A (en)* | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Pioneer Electronic Corp | Display panel inspection device and method |
| US7230240B2 (en)* | 2004-08-31 | 2007-06-12 | Credence Systems Corporation | Enhanced scanning control of charged particle beam systems |
| JP4904034B2 (en) | 2004-09-14 | 2012-03-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | Method, system and carrier medium for evaluating reticle layout data |
| US7176468B2 (en)* | 2004-09-16 | 2007-02-13 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Method for charging substrate to a potential |
| US7587080B1 (en) | 2004-11-04 | 2009-09-08 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Image retention user interface |
| US7381970B2 (en)* | 2005-01-31 | 2008-06-03 | Summer Schneider | Specimen stage for charged-particle scanning microscopy |
| US7253410B1 (en) | 2005-03-16 | 2007-08-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Charge-control pre-scanning for e-beam imaging |
| US7769225B2 (en) | 2005-08-02 | 2010-08-03 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for detecting defects in a reticle design pattern |
| US7662648B2 (en)* | 2005-08-31 | 2010-02-16 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuit inspection system |
| US7492450B2 (en)* | 2005-10-24 | 2009-02-17 | General Electric Company | Methods and apparatus for inspecting an object |
| US7676077B2 (en)* | 2005-11-18 | 2010-03-09 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data |
| US7570796B2 (en)* | 2005-11-18 | 2009-08-04 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data |
| US8041103B2 (en) | 2005-11-18 | 2011-10-18 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining a position of inspection data in design data space |
| US7491934B2 (en)* | 2006-01-13 | 2009-02-17 | Ut-Battelle, Llc | SEM technique for imaging and measuring electronic transport in nanocomposites based on electric field induced contrast |
| US7560939B1 (en) | 2006-02-17 | 2009-07-14 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Electrical defect detection using pre-charge and sense scanning with prescribed delays |
| JP2007225384A (en)* | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Konica Minolta Sensing Inc | Reflection characteristic measuring device |
| JP4870450B2 (en)* | 2006-02-27 | 2012-02-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Inspection device and inspection method |
| JP4734148B2 (en)* | 2006-03-14 | 2011-07-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Sample observation method, image processing apparatus, and charged particle beam apparatus |
| JP4705869B2 (en)* | 2006-03-29 | 2011-06-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged particle beam system and pattern measurement method |
| US7473567B2 (en)* | 2006-03-30 | 2009-01-06 | Tokyo Electron Limited | Change rate prediction method, storage medium, and substrate processing system |
| US20070235665A1 (en)* | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Applied Materials, Inc. | Charged particle beam system and method for manufacturing and inspecting LCD devices |
| KR100741985B1 (en)* | 2006-07-13 | 2007-07-23 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for setting reference image, and pattern inspection method and apparatus using same |
| JP2008039743A (en)* | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Visual inspection apparatus and visual inspection method |
| US7488938B1 (en)* | 2006-08-23 | 2009-02-10 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Charge-control method and apparatus for electron beam imaging |
| WO2008032387A1 (en)* | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Advantest Corporation | Pattern dimension measuring device and pattern area measuring method |
| US8314627B2 (en)* | 2006-10-13 | 2012-11-20 | Ricoh Company, Limited | Latent-image measuring device and latent-image carrier |
| US20080099436A1 (en)* | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Michael Grimbergen | Endpoint detection for photomask etching |
| US8092695B2 (en)* | 2006-10-30 | 2012-01-10 | Applied Materials, Inc. | Endpoint detection for photomask etching |
| JP5427609B2 (en) | 2006-12-19 | 2014-02-26 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | Inspection recipe creation system and method |
| US8194968B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-06-05 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for using electrical information for a device being fabricated on a wafer to perform one or more defect-related functions |
| JP5010925B2 (en)* | 2007-01-12 | 2012-08-29 | 株式会社ジャパンディスプレイイースト | LCD module |
| US7835564B2 (en)* | 2007-04-30 | 2010-11-16 | International Business Machines Corporation | Non-destructive, below-surface defect rendering using image intensity analysis |
| US7962863B2 (en) | 2007-05-07 | 2011-06-14 | Kla-Tencor Corp. | Computer-implemented methods, systems, and computer-readable media for determining a model for predicting printability of reticle features on a wafer |
| US7738093B2 (en) | 2007-05-07 | 2010-06-15 | Kla-Tencor Corp. | Methods for detecting and classifying defects on a reticle |
| US7925075B2 (en)* | 2007-05-07 | 2011-04-12 | General Electric Company | Inspection system and methods with autocompensation for edge break gauging orientation |
| US8213704B2 (en) | 2007-05-09 | 2012-07-03 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for detecting defects in a reticle design pattern |
| US7767982B2 (en)* | 2007-06-06 | 2010-08-03 | Hermes-Microvision, Inc. | Optical auto focusing system and method for electron beam inspection tool |
| US7796804B2 (en)* | 2007-07-20 | 2010-09-14 | Kla-Tencor Corp. | Methods for generating a standard reference die for use in a die to standard reference die inspection and methods for inspecting a wafer |
| US7711514B2 (en) | 2007-08-10 | 2010-05-04 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Computer-implemented methods, carrier media, and systems for generating a metrology sampling plan |
| TWI469235B (en) | 2007-08-20 | 2015-01-11 | Kla Tencor Corp | Computer-implemented methods for determining if actual defects are potentially systematic defects or potentially random defects |
| US8139844B2 (en) | 2008-04-14 | 2012-03-20 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for determining a defect criticality index for defects on wafers |
| US9659670B2 (en)* | 2008-07-28 | 2017-05-23 | Kla-Tencor Corp. | Computer-implemented methods, computer-readable media, and systems for classifying defects detected in a memory device area on a wafer |
| US8775101B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-07-08 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer |
| SG164298A1 (en)* | 2009-02-24 | 2010-09-29 | Visionxtreme Pte Ltd | Object inspection system |
| US8204297B1 (en) | 2009-02-27 | 2012-06-19 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for classifying defects detected on a reticle |
| US8112241B2 (en) | 2009-03-13 | 2012-02-07 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for generating an inspection process for a wafer |
| JP5287385B2 (en)* | 2009-03-13 | 2013-09-11 | オムロン株式会社 | Measuring device |
| JP5227902B2 (en)* | 2009-06-16 | 2013-07-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged particle microscope apparatus and charged particle beam control method |
| US8538167B2 (en)* | 2010-01-07 | 2013-09-17 | Raytheon Company | Designating corridors to provide estimates of structures |
| US8781781B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-07-15 | Kla-Tencor Corp. | Dynamic care areas |
| JP2012138316A (en)* | 2010-12-28 | 2012-07-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam device with microscale management function |
| US9170211B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-10-27 | Kla-Tencor Corp. | Design-based inspection using repeating structures |
| US9046475B2 (en) | 2011-05-19 | 2015-06-02 | Applied Materials Israel, Ltd. | High electron energy based overlay error measurement methods and systems |
| US9859089B2 (en) | 2011-05-20 | 2018-01-02 | Hermes Microvision Inc. | Method and system for inspecting and grounding an EUV mask |
| US8575573B2 (en) | 2011-05-20 | 2013-11-05 | Hermes Microvision, Inc. | Structure for discharging extreme ultraviolet mask |
| US9485846B2 (en)* | 2011-05-20 | 2016-11-01 | Hermes Microvision Inc. | Method and system for inspecting an EUV mask |
| US9087367B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-07-21 | Kla-Tencor Corp. | Determining design coordinates for wafer defects |
| US8831334B2 (en) | 2012-01-20 | 2014-09-09 | Kla-Tencor Corp. | Segmentation for wafer inspection |
| US9535100B2 (en) | 2012-05-14 | 2017-01-03 | Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. | Beam imaging sensor and method for using same |
| US9383460B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-07-05 | Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. | Beam imaging sensor |
| US8826200B2 (en) | 2012-05-25 | 2014-09-02 | Kla-Tencor Corp. | Alteration for wafer inspection |
| US9189844B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-11-17 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer using defect-specific information |
| US9932664B2 (en)* | 2012-11-06 | 2018-04-03 | Purdue Research Foundation | Methods for directed irradiation synthesis with ion and thermal beams |
| JP5597234B2 (en)* | 2012-11-08 | 2014-10-01 | 日立アロカメディカル株式会社 | X-ray measurement aid |
| US9053527B2 (en) | 2013-01-02 | 2015-06-09 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer |
| US9134254B2 (en) | 2013-01-07 | 2015-09-15 | Kla-Tencor Corp. | Determining a position of inspection system output in design data space |
| US9311698B2 (en) | 2013-01-09 | 2016-04-12 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer using template image matching |
| KR102019534B1 (en) | 2013-02-01 | 2019-09-09 | 케이엘에이 코포레이션 | Detecting defects on a wafer using defect-specific and multi-channel information |
| JP5965851B2 (en)* | 2013-02-15 | 2016-08-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Sample observation equipment |
| US9865512B2 (en) | 2013-04-08 | 2018-01-09 | Kla-Tencor Corp. | Dynamic design attributes for wafer inspection |
| US9310320B2 (en) | 2013-04-15 | 2016-04-12 | Kla-Tencor Corp. | Based sampling and binning for yield critical defects |
| JP2015025758A (en)* | 2013-07-26 | 2015-02-05 | Hoya株式会社 | Substrate inspection method, substrate manufacturing method, and substrate inspection device |
| US9508611B2 (en)* | 2013-08-14 | 2016-11-29 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor inspection method, semiconductor inspection device and manufacturing method of semiconductor element |
| JP2015141985A (en)* | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | Inspection apparatus and inspection method |
| JP6454533B2 (en)* | 2014-12-15 | 2019-01-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged particle beam equipment |
| US9490101B2 (en)* | 2015-03-16 | 2016-11-08 | Applied Materials Israel Ltd. | System and method for scanning an object |
| KR101677715B1 (en)* | 2015-07-31 | 2016-11-23 | 정진훈 | Radiation Imaging Method and System |
| GB2547222A (en) | 2016-02-10 | 2017-08-16 | Testplant Europe Ltd | Method of, and apparatus for, testing computer hardware and software |
| GB2547220A (en) | 2016-02-10 | 2017-08-16 | Testplant Europe Ltd | Method of, and apparatus for, testing computer hardware and software |
| JP6935168B2 (en)* | 2016-02-12 | 2021-09-15 | 株式会社ディスコ | Processing equipment |
| JP6613219B2 (en)* | 2016-09-02 | 2019-11-27 | 株式会社日立製作所 | Scanning microscope |
| DE102017203879B4 (en)* | 2017-03-09 | 2023-06-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for analyzing a defect site of a photolithographic mask |
| JP7173730B2 (en)* | 2017-11-24 | 2022-11-16 | キヤノン株式会社 | Management method for managing processing equipment, management device, program, and article manufacturing method |
| CN109860070A (en)* | 2019-04-10 | 2019-06-07 | 德淮半导体有限公司 | Electron-beam measuring sample and detection method |
| TWI725695B (en)* | 2020-01-06 | 2021-04-21 | 緯創資通股份有限公司 | Specimen inspection machine and operation method thereof |
| US12196687B2 (en) | 2020-02-27 | 2025-01-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for inspecting pattern defects |
| CN113053764B (en)* | 2020-02-27 | 2025-06-27 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Method for inspecting pattern defects |
| DE102020124307A1 (en) | 2020-09-17 | 2022-03-17 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Device for analyzing and/or processing a sample with a particle beam and method |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2467224A (en)* | 1948-02-21 | 1949-04-12 | Rca Corp | Neutralization of electrostatic charges in electron-optical instruments |
| CH391912A (en)* | 1961-11-09 | 1965-05-15 | Trueb Taeuber & Co Ag | Process for visualization and recording of electron-optical images |
| US3467224A (en)* | 1968-03-05 | 1969-09-16 | Mary Lou Curtis | Cable safety clamping device for oil wells and the like |
| US4443278A (en)* | 1981-05-26 | 1984-04-17 | International Business Machines Corporation | Inspection of multilayer ceramic circuit modules by electrical inspection of green specimens |
| US4453086A (en)* | 1981-12-31 | 1984-06-05 | International Business Machines Corporation | Electron beam system with reduced charge buildup |
| US4675530A (en)* | 1985-07-11 | 1987-06-23 | Eaton Corporation | Charge density detector for beam implantation |
| JP2569057B2 (en)* | 1987-07-10 | 1997-01-08 | 株式会社日立製作所 | X-ray mask defect repair method |
| JPH01220350A (en)* | 1988-02-26 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | Charge suppression method and particle beam irradiation device using the device |
| JP3148353B2 (en)* | 1991-05-30 | 2001-03-19 | ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション | Electron beam inspection method and system |
| US5216500A (en)* | 1991-07-15 | 1993-06-01 | Rj Lee Group, Inc. | Simultaneously recording of video image and microscope stage position data |
| JP3730263B2 (en)* | 1992-05-27 | 2005-12-21 | ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション | Apparatus and method for automatic substrate inspection using charged particle beam |
| US5401973A (en)* | 1992-12-04 | 1995-03-28 | Atomic Energy Of Canada Limited | Industrial material processing electron linear accelerator |
| US5404110A (en)* | 1993-03-25 | 1995-04-04 | International Business Machines Corporation | System using induced current for contactless testing of wiring networks |
| JP3323021B2 (en)* | 1994-12-28 | 2002-09-09 | 株式会社日立製作所 | Scanning electron microscope and sample image observation method using the same |
| US5757015A (en)* | 1995-06-08 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| JPH09184715A (en)* | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Hitachi Ltd | Pattern shape inspection device |
| US6172363B1 (en)* | 1996-03-05 | 2001-01-09 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for inspecting integrated circuit pattern |
| US6252412B1 (en)* | 1999-01-08 | 2001-06-26 | Schlumberger Technologies, Inc. | Method of detecting defects in patterned substrates |
| US6763130B1 (en)* | 1999-07-21 | 2004-07-13 | Applied Materials, Inc. | Real time defect source identification |
| JP3737656B2 (en)* | 1999-09-27 | 2006-01-18 | 株式会社東芝 | Charged beam exposure method |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007189238A (en)* | 1998-04-20 | 2007-07-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor inspection apparatus |
| KR100653499B1 (en)* | 1999-01-08 | 2006-12-04 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Voltage contrast method and apparatus for semiconductor inspection using low voltage particle beam |
| JP2000208085A (en)* | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Schlumberger Technol Inc | Voltage contrasting method for semiconductor inspection using low voltage particle beam and device |
| JP2000277048A (en)* | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Nikon Corp | Apparatus and method for observing object surface using charged particle beam |
| JP2001236915A (en)* | 1999-09-03 | 2001-08-31 | Applied Materials Inc | Focusing method and system |
| US7241993B2 (en) | 2000-06-27 | 2007-07-10 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US8803103B2 (en) | 2000-06-27 | 2014-08-12 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US8368031B2 (en) | 2000-06-27 | 2013-02-05 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US9368314B2 (en) | 2000-06-27 | 2016-06-14 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US7411191B2 (en) | 2000-06-27 | 2008-08-12 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US8053726B2 (en) | 2000-06-27 | 2011-11-08 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| JP2003303568A (en)* | 2002-04-11 | 2003-10-24 | Keyence Corp | Method of preventing charge up of electron microscope, and electron microscope |
| JP2004134374A (en)* | 2002-07-09 | 2004-04-30 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Observation method of semiconductor device through electronic microscope, and device for the same |
| JP2011253816A (en)* | 2004-04-15 | 2011-12-15 | Nawotec Gmbh | Apparatus and method for inspecting or modifying surface with beam of charged particles |
| JP2007533089A (en)* | 2004-04-15 | 2007-11-15 | ナヴォテック・ゲーエムベーハー | Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles |
| JP4812749B2 (en)* | 2004-04-15 | 2011-11-09 | ナヴォテック・ゲーエムベーハー | Apparatus and method for investigating or modifying a surface with a beam of charged particles |
| US8698080B2 (en) | 2004-08-11 | 2014-04-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
| US7459681B2 (en) | 2004-08-11 | 2008-12-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
| WO2006016613A1 (en)* | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning type electron microscope |
| JP2006054094A (en)* | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Hitachi High-Technologies Corp | Scanning electron microscope |
| JP2006208367A (en)* | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Hitachi High-Technologies Corp | Pattern inspection method and inspection apparatus |
| US8036447B2 (en) | 2005-02-01 | 2011-10-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection apparatus for inspecting patterns of a substrate |
| JP2007220615A (en)* | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam apparatus and charged particle beam image generation method |
| US7728294B2 (en) | 2006-06-08 | 2010-06-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor wafer inspection tool and semiconductor wafer inspection method |
| JP2009192345A (en)* | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Hitachi High-Technologies Corp | Appearance inspection method and inspection apparatus |
| JP2010267766A (en)* | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Hitachi High-Technologies Corp | Wafer inspection condition determination method and wafer inspection condition determination system |
| WO2011001635A1 (en)* | 2009-06-30 | 2011-01-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Semiconductor inspection device and semiconductor inspection method using the same |
| JP5400882B2 (en)* | 2009-06-30 | 2014-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Semiconductor inspection apparatus and semiconductor inspection method using the same |
| US9123504B2 (en) | 2009-06-30 | 2015-09-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor inspection device and semiconductor inspection method using the same |
| JP2011210509A (en)* | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Hitachi High-Technologies Corp | Electron beam irradiation method and scanning electron microscope |
| WO2011121875A1 (en)* | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Electron beam irradiation method and scanning electron microscope |
| US9640366B2 (en) | 2010-03-30 | 2017-05-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron beam irradiation method and scanning electron microscope |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020100872A1 (en) | 2002-08-01 |
| US6828554B2 (en) | 2004-12-07 |
| US5986263A (en) | 1999-11-16 |
| US6717142B2 (en) | 2004-04-06 |
| US6373054B2 (en) | 2002-04-16 |
| US20050082476A1 (en) | 2005-04-21 |
| US7122796B2 (en) | 2006-10-17 |
| US6172365B1 (en) | 2001-01-09 |
| US20010002697A1 (en) | 2001-06-07 |
| US20040164244A1 (en) | 2004-08-26 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09320505A (en) | Electron beam inspection method and apparatus, semiconductor manufacturing method and manufacturing line thereof | |
| US7655906B2 (en) | Method and apparatus for scanning and measurement by electron beam | |
| JP3990981B2 (en) | Method and apparatus for inspecting a substrate | |
| US7957579B2 (en) | Pattern inspection method and apparatus | |
| KR100775437B1 (en) | Pattern inspection device and method | |
| US8421010B2 (en) | Charged particle beam device for scanning a sample using a charged particle beam to inspect the sample | |
| JP5118872B2 (en) | Defect observation method and apparatus for semiconductor device | |
| US7351968B1 (en) | Multi-pixel electron emission die-to-die inspection | |
| JPH11108864A (en) | Pattern defect inspection method and inspection device | |
| JP2000314710A (en) | Circuit pattern inspection method and inspection device | |
| JP2001313322A (en) | Inspection method and inspection apparatus using charged particle beam | |
| JP2000161948A (en) | Circuit pattern inspection apparatus and circuit pattern inspection method | |
| JP4685599B2 (en) | Circuit pattern inspection device | |
| JP4041630B2 (en) | Circuit pattern inspection apparatus and inspection method | |
| US8242443B2 (en) | Semiconductor device inspection apparatus | |
| JP2000286310A (en) | Pattern defect inspection method and inspection device | |
| JP3665194B2 (en) | Circuit pattern inspection method and inspection apparatus | |
| JP2001093950A (en) | Semiconductor pattern inspection apparatus and semiconductor pattern inspection method | |
| JP2002310963A (en) | Electron beam inspection method and apparatus, and semiconductor manufacturing method | |
| JP3421522B2 (en) | Pattern inspection apparatus, pattern inspection apparatus using electron beam, and method therefor | |
| JP2007281500A (en) | Circuit pattern inspection apparatus, inspection system, and inspection method | |
| JP2000164661A (en) | Circuit pattern inspection equipment | |
| JP2005181347A (en) | Circuit pattern inspection apparatus, inspection system, and inspection method | |
| JP2004157135A (en) | Circuit pattern inspection method and inspection device | |
| JP2008147679A (en) | Electron beam application equipment |